近日,我校陈忠教授、汪仪研究员团队在国际知名期刊《Neuron》发表了题为“Astrocytic H3 receptors regulate anxiety through GABA signaling”的研究论文。该研究揭示了大脑中组胺能信号通过星形胶质细胞H3受体促进胶质递质GABA释放,进而“内源性缓解”焦虑行为的神经环路与细胞分子机制。研究揭示了焦虑发生的新机制,并有望为焦虑障碍的治疗提供潜在新靶点。
焦虑障碍(Anxiety disorder)是全球最常见的精神类疾病之一,患者人数超过3亿,且发病率呈持续上升趋势,具有发病年龄早、终生复发倾向高、常伴有显著的共病等特征,给社会和家庭造成了沉重负担,已成为亟待解决的重大医疗卫生问题。当前焦虑障碍一线药物疗效有限、副作用明显。因此,深入探索焦虑的发病和调控新机制,对于寻找抗焦虑药物新靶点、发现治疗焦虑障碍相关疾病的新策略具有重要意义。陈忠教授课题组长期从事脑内组胺的神经药理学研究,前期系列成果揭示了脑内组胺参与摄食、运动等生理性功能,以及精神分裂症、脑卒中等脑疾病的细胞特异性机制。领域内前期药理学等研究表明,组胺能信号可通过不同组胺受体参与焦虑障碍,但是存在较多矛盾报道,组胺能神经参与焦虑的精准神经环路及细胞特异性机制尚未阐明。
研究团队通过多脑区光纤记录、光遗传学操控、细胞特异性基因干预等前沿技术,首次发现焦虑信息在组胺能系统中呈现精确的“脑区-情境”特异性编码。利用新型基因编码探针对组胺神经递质动态释放进行多脑区在体监测,发现在多种焦虑情境(旷场中心区域、高架十字迷宫开臂区域)及慢性社交挫败应激中,组胺释放特异性地在腹侧海马CA1(vCA1)呈现快速、显著升高。进一步发现下丘脑结节乳头体核TMN(脑内组胺能神经元胞体分布的脑区)到vCA1的组胺能环路在焦虑情境和慢性社交挫败应激中被特异性激活,且其激活程度与焦虑水平正相关。以上结果表明焦虑情境特异性招募vCA1的组胺信号。这一发现揭示了组胺在编码情绪信息时具有高度的脑区与情境特异性,为既往对组胺进行全脑药理学或基因敲除研究得出焦虑调控矛盾结论提供了合理解释。
在此基础上,研究团队发现特异性抑制TMN组胺能神经元到vCA1神经环路可诱发焦虑样行为,而激活该环路则产生抗焦虑效应,实现了对焦虑的“双向调控”。更为关键的是,通过构建星形胶质细胞与神经元H3受体的条件性基因敲降与精准光控H3受体功能的工具,团队首次在体证明了vCA1星形胶质细胞(而非神经元)的H3受体是介导抗焦虑的关键。机制上,H3受体激活引起星形胶质细胞内钙信号显著升高,进而特异性引起抑制性胶质递质GABA释放,通过作用于邻近神经元的GABAA受体,最终发挥抗焦虑作用。此外,研究团队发现在病理性焦虑状态下vCA1区星形胶质细胞H3受体表达显著上调。通过光遗传学或基因过表达手段增强该通路活性,可有效逆转慢性应激诱导的焦虑,证明该通路在病理状态下内源性增强,主动发挥抗焦虑保护作用。
长期以来,焦虑的神经机制研究大部分均聚焦于神经元及其突触可塑性。本工作发现星形胶质细胞及其H3受体是抗焦虑的核心,揭示了从“组胺能输入”到“星形胶质细胞解码”再到“GABA递质输出”调控焦虑的通路。这项研究不仅阐明了一条生理性抗焦虑通路,也为理解神经-胶质互作在精神疾病中的作用提供了全新视角,有望为焦虑障碍的药物研发带来新的突破。
组胺能能输入和vCA1星形胶质细胞相互作用调控焦虑
本研究的第一作者为我校基础医学院副研究员李玉兰,我校药学院硕士研究生王艺蓓、浙江大学附属第二医院神经内科李礼轩博士和药学院硕士研究生李新义为论文的共同第一作者,通讯作者为我校陈忠教授和汪仪研究员。本研究也得到了段树民院士和Vladimir Parpura院士的帮助和指导。本研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金及浙江省自然科学基金的资助。
全文链接:https://doi.org/10.1016/j.neuron.2026.01.020
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