一种新发现的与焦虑和强迫症相关的大脑机制被发现

犹他大学健康科学家发现了小胶质细胞（一种脑细胞亚型）在控制焦虑和强迫症 (OCSD) 行为方面的关键作用。 通过刺激特定的小胶质细胞群，研究人员可以激活或抑制小鼠的这些行为。 这一新见解挑战了神经元是行为的唯一控制者的信念，并为治疗焦虑症的疗法提供了一条有前途的途径。

大流行病及其后果将焦虑提升到了新的水平。 但包括强迫症 (OCSD) 在内的焦虑相关疾病的根源仍不清楚。 在一项新研究中，犹他大学健康学院的科学家们发现了大脑中一种次级细胞类型——小胶质细胞——在控制实验室小鼠焦虑相关行为方面的重要性。 传统上，神经元——主要的脑细胞类型——被认为可以控制行为。

研究人员表明，就像游戏控制器上的按钮一样，某些小胶质细胞群会激活焦虑和 OCSD 行为，而其他小胶质细胞群会抑制它们。 此外，小胶质细胞与神经元交流以引发行为。 结果发表在杂志上 分子精神病学它最终可能会导致靶向治疗的新方法。

犹他大学健康科学家发现了大脑中一种次级细胞类型——小胶质细胞——在控制焦虑相关行为中的重要性。 这些发现可能会导致靶向治疗的新方法。 图片来源：查理埃勒特，犹他大学健康

“有点焦虑是一件好事，”诺贝尔奖获得者、犹他大学斯宾塞福克斯埃克尔斯医学院人类遗传学杰出教授、该研究的资深作者马里奥卡佩奇博士说。 “焦虑会刺激我们，激励我们，给我们额外的动力，让我们说，‘我能’。但是大量的焦虑会让我们不知所措。我们变得精神麻痹，心跳加速，我们出汗，我们的头脑陷入混乱。 ”

“这项工作是独一无二的，挑战了目前关于小胶质细胞功能在大脑中的作用的教条。”

新发现的机制对于在正常情况下将行为维持在健康范围内可能很重要。 Capecchi 说，在病理条件下，机制可以驱动变得虚弱的行为。

“这项工作是独一无二的，挑战了目前关于小胶质细胞功能在大脑中的作用的教条，”U of U Health 的遗传学家和神经科学家，该研究的主要作者 Naveen Nagajaran 博士说。

小胶质细胞治疗

具有类似 OCSD 行为的小鼠无法抵抗自己的梳理。 他们舔自己的身体太多，以​​至于他们的皮毛脱落，并且起水泡。 此前，Capecchi 的团队发现，一种名为 Hoxb8 的基因发生突变，导致老鼠表现出慢性焦虑的迹象，并过度调节自己。 出乎意料的是，他们确定这些行为的来源是一种叫做小胶质细胞的免疫细胞。 小胶质细胞仅代表大脑中 10% 的细胞，被认为是大脑的“垃圾收集器”，它们清除了垂死的神经元（最常见的脑细胞）和异常形状的蛋白质。 他们的发现也是最早揭示 Hoxb8 小胶质细胞通过与特定神经回路通信来控制行为的重要发现之一。

特聘教授 Mario Capecchi，博士和犹他大学的 Naveen Nagagaran 博士。 图片来源：查理埃勒特，犹他大学健康

但小胶质细胞如何完成这些任务仍然是个谜。 为了解更多信息，Nagajaran 求助于光遗传学，这是一种将激光与基因工程相结合的技术。 就像玩视频游戏一样，使用激光刺激大脑中特定的小胶质细胞群。

令研究人员惊讶的是，他们可以通过拨动开关来触发与焦虑相关的行为。 当他们使用激光刺激 Hoxb8 小胶质细胞亚群时，小鼠变得更加焦躁不安。 当激光激发大脑其他部位的 Hoxb8 小胶质细胞时，小鼠就做好了准备。 将 Hoxb8 小胶质细胞定位到其他地方会产生多种影响：老鼠会增加焦虑，做好准备，然后僵住，这是恐惧的一个指标。 每当科学家们关闭激光时，这些行为就会停止。

“这对我们来说是一个很大的惊喜，”Nagarajan 说。 “传统上人们认为只有神经元才能产生行为。目前的研究结果突出了大脑使用小胶质细胞产生行为的第二种方式。” 事实上，用激光刺激小胶质细胞会导致它们旁边的神经元更加活跃地放电，这表明这两种类型的细胞相互交流以触发不同的行为。

特聘教授 Mario Capecci，博士和犹他大学的 Naveen Nagagaran 博士。 图片来源：查理埃勒特，犹他大学健康

进一步的实验揭示了一组不表达 Hoxb8 的小胶质细胞的另一层控制。 同时刺激“非 Hoxb8”和 Hoxb8 小胶质细胞可以防止焦虑和 OCSD 样行为的发生。 这些结果表明，这两个小胶质细胞群的作用类似于刹车和加速器。 它们在正常情况下相互平衡，并在信号失衡时产生病态。

研究表明，小胶质细胞的位置和类型是两个似乎对调节 OCSD 的焦虑和行为很重要的特征。 Capecci 说，从那里，小胶质细胞与最终控制行为的特定神经元和神经元回路进行通信。 “我们想更多地了解神经元和小胶质细胞之间的双向联系，”他说。 “我们想知道是什么原因造成的。” 在小鼠中识别这些相互作用可能会导致控制患者过度焦虑的治疗目标。

参考资料：“小鼠 Hoxb8 在特定大脑区域的光遗传学刺激会导致焦虑、修饰或两者兼而有之”，作者 Naveen Nagarajan 和 Mario R Capechi，2023 年 4 月 10 日，可在此处获取。 分子精神病学.
DOI：10.1038/s41380-023-02019-w