《Molecular Brain》:Gastrin-releasing peptide is essential for generalization of auditory conditioned fear under stress
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為探究 GRP 在強厭惡刺激下的作用,研究者以 GRP 敲除(Grp?/?)小鼠為模型,結合急性束縛應激(RS)與高強度聽覺恐懼條件反射實驗,發現 GRP 對 CS + 強化反應及 CS - 恐懼泛化不可或缺,為焦慮相關疾病治療提供新靶點。
恐懼,作為動物生存的基本防御機制,需在威脅識別與安全分辨間維持精準平衡。然而,當個體經歷強烈應激或創傷后,這種平衡可能被打破 —— 對相似非威脅刺激的過度恐懼泛化,正是創傷后應激障礙(PTSD)等焦慮類疾病的核心特征。目前,盡管學界已知神經肽胃泌素釋放肽(Gastrin-releasing Peptide,GRP)參與應激下恐懼記憶的調控,但其在高強度厭惡刺激引發的恐懼泛化中的具體機制仍存空白。為填補這一領域的認知缺口,日本富山大學(University of Toyama)的研究團隊開展了系列研究,相關成果發表于《Molecular Brain》。
研究團隊以 GRP 基因敲除小鼠(Grp?/?)為模型,結合急性束縛應激(Restraint Stress,RS)與高強度聽覺恐懼條件反射實驗(0.8 mA 足底電擊),系統探究 GRP 在恐懼記憶強化與泛化中的作用。研究采用的關鍵技術包括:①基因敲除技術構建Grp?/?小鼠模型;②急性束縛應激(RS)誘導小鼠應激狀態;③聽覺恐懼條件反射實驗,通過條件刺激(CS+,10 kHz 音調)與非條件刺激(CS-,2 kHz 音調)的區分,量化恐懼反應與泛化程度;④病毒載體(AAV)注射結合免疫熒光染色,追蹤聽覺皮層(Auditory Cortex,AC)神經元活性。
GRP 對高強度應激下恐懼反應強化的必要性
在高強度電擊(0.8 mA)條件下,野生型(WT)小鼠經 RS 處理后,對 CS + 的 freezing 反應顯著強于Grp?/?小鼠,表明 GRP 是應激后 CS + 與厭惡刺激關聯強化的關鍵因子。同時,RS 處理的 WT 小鼠對 CS - 的反應也顯著增強,而Grp?/?小鼠的 CS - 反應無明顯提升,提示 GRP 參與應激誘導的恐懼泛化過程。通過區分 “discriminator”(辨別者,DS>2)與 “generalizer”(泛化者,DS<2),研究發現 RS 處理的 WT 小鼠中泛化者比例(29%)顯著高于Grp?/?小鼠(0%),進一步證實 GRP 對恐懼泛化的必要性。
聽覺皮層中 GRP 對恐懼泛化的調控作用
為明確 GRP 作用的腦區,研究人員向Grp?/?小鼠聽覺皮層(AC)局部注射 GRP。結果顯示,GRP 注射可恢復 RS 處理小鼠對 CS - 的 freezing 反應,并使泛化者比例提升至 50%,而生理鹽水對照組無此效應。這表明 AC 區域的 GRP 是應激后恐懼泛化的關鍵介導因素。
GRP 對聽覺皮層神經元泛化響應的驅動機制
通過病毒載體標記 CS + 響應神經元(mCherry+),研究發現 RS 處理的 WT 小鼠中,CS - 刺激誘導的 c-Fos + 神經元在 mCherry + 群體中的比例顯著高于 WT 對照組與Grp?/?小鼠。這提示 GRP 可促使 AC 區原本對 CS + 特異的神經元在應激后對 CS - 產生響應,從而推動恐懼泛化。
討論與意義
本研究揭示了 GRP 在高強度應激下恐懼泛化中的雙重作用:既強化條件刺激的恐懼反應,又通過聽覺皮層神經元的響應泛化驅動非條件刺激的恐懼泛化。值得注意的是,GRP 的作用呈現應激強度依賴性 —— 在中等強度電擊(0.5 mA)條件下,GRP 敲除未顯著影響恐懼反應,提示其功能與極端應激場景密切相關。
從機制上看,GRP 可能通過激活聽覺皮層中血管活性腸肽(VIP)陽性中間神經元介導的去抑制微環路,增強谷氨酸能神經元的興奮性,從而促進恐懼信號的泛化傳遞。這一發現不僅為理解 PTSD 等疾病中 “過度恐懼泛化” 的神經基礎提供了新視角,更提示 GRP/GRPR 信號通路可能成為焦慮類疾病治療的潛在靶點。未來研究可進一步探索 GRP 在性別差異中的作用 —— 鑒于女性 PTSD 患病率更高,其在應激相關恐懼泛化中的性別特異性機制值得深入挖掘。
綜上,富山大學團隊的研究首次系統闡明了 GRP 在極端應激下恐懼泛化中的關鍵作用,為解析病理性恐懼的神經機制及開發新型干預策略奠定了重要基礎。