2024年3月14日，美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究團(tuán)隊(duì)在《Science》期刊發(fā)表了題為“Generalized fear after acute stress is caused by change in neuronal cotransmitter identity”的文章。該研究表明：小鼠的恐懼泛化是由中縫背核（lwDR）的血清素能神經(jīng)元（5-HT^lwDR神經(jīng)元）的神經(jīng)遞質(zhì)由谷氨酸（glutamate）轉(zhuǎn)變?yōu)棣?/span>-氨基丁酸（GABA）引起的，在創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（PTSD）患者死后的腦組織中也發(fā)現(xiàn)了類似的神經(jīng)遞質(zhì)轉(zhuǎn)變。在小鼠中改變這種神經(jīng)遞質(zhì)轉(zhuǎn)變可預(yù)防恐懼泛化。皮質(zhì)酮（CORT）的釋放及腎上腺糖皮質(zhì)激素受體的激活可介導(dǎo)這種神經(jīng)遞質(zhì)轉(zhuǎn)變，及時(shí)的抗抑郁治療可阻斷恐懼泛化。

正常情況下，恐懼是一種生存保護(hù)機(jī)制；但對(duì)于PTSD患者，會(huì)將恐懼泛化到非危險(xiǎn)環(huán)境，過(guò)度和不受控制的恐懼反應(yīng)會(huì)影響正常生活。由于曾經(jīng)遭受嚴(yán)重的心理和身體創(chuàng)傷，患者即使沒(méi)有遇到實(shí)際威脅，也會(huì)被某些情景或環(huán)境線索觸發(fā)恐懼感，就如“一朝被蛇咬，十年怕井繩”。PTSD是一種嚴(yán)重的應(yīng)激障礙，由突發(fā)性災(zāi)難事件或自然災(zāi)害等強(qiáng)烈的精神應(yīng)激引起，可引發(fā)患者的創(chuàng)傷再體驗(yàn)、警覺(jué)性增高以及回避或麻木等癥狀，常見(jiàn)于集中營(yíng)幸存者、自然災(zāi)害受災(zāi)者、退伍軍人等高風(fēng)險(xiǎn)人群。PTSD具有遷延和反復(fù)發(fā)作的特點(diǎn)，臨床癥狀嚴(yán)重、預(yù)后很差。此外，PTSD患者的自殺率非常高。盡管一些大腦區(qū)域和過(guò)程與恐懼泛化有關(guān)，但恐懼泛化的確切細(xì)胞和分子機(jī)制是未知的。

本文的研究人員構(gòu)建了情境恐懼泛化小鼠模型，一次輕微的足底電擊引起典型的恐懼條件反射反應(yīng)，小鼠在條件反射環(huán)境（與電擊相關(guān)）中出現(xiàn)僵直狀態(tài)，但在不同的與電擊無(wú)關(guān)環(huán)境中沒(méi)有出現(xiàn)僵直狀態(tài)。當(dāng)小鼠受到五次強(qiáng)烈的足底電擊時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種漸進(jìn)的、持久的反應(yīng)，在兩種情況下都會(huì)出現(xiàn)僵直狀態(tài)。這些結(jié)果表明，雖然弱和強(qiáng)足底電擊都足以引起條件性恐懼，但只有持續(xù)的強(qiáng)足底電擊才會(huì)引發(fā)恐懼泛化。隨后，研究者通過(guò)免疫染色實(shí)驗(yàn)來(lái)量化共表達(dá)5-HT、GAD67（谷氨酸脫羧酶67，一種GABA合成酶）和VGLUT3（一種囊狀谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）的神經(jīng)元數(shù)量。發(fā)現(xiàn)在恐懼泛化小鼠中，增加了共表達(dá)GAD67而不表達(dá)VGLUT3的5-HT ^lwDR神經(jīng)元的數(shù)量 。接下來(lái)，研究者通過(guò)在lwDR中染色GABA和glutamate來(lái)檢測(cè)遞質(zhì)本身的變化。發(fā)現(xiàn)恐懼泛化小鼠中位于腦干的中縫背核血清素能神經(jīng)元從最初的共釋放血清素和glutamate轉(zhuǎn)變?yōu)楣册尫叛逅睾?/span>GABA。glutamate為興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，GABA屬于抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。研究者還在PTSD患者的死后腦組織樣本中觀察到類似的神經(jīng)遞質(zhì)轉(zhuǎn)變，而非PTSD患者相應(yīng)腦區(qū)的同類神經(jīng)元沒(méi)有這種轉(zhuǎn)變。（圖1）

圖1. 強(qiáng)足底電擊引起恐懼泛化，血清素能神經(jīng)元中VGLUT3-to-GAD67表達(dá)轉(zhuǎn)換

（文中所有圖片均來(lái)源于《Science》雜志）

研究人員猜測(cè)阻止中縫背核的這些神經(jīng)元發(fā)生神經(jīng)遞質(zhì)的轉(zhuǎn)變可能可以阻止恐懼泛化，故在小鼠經(jīng)歷急性應(yīng)激反應(yīng)之前，向其中縫背核區(qū)域注射腺相關(guān)病毒（AAV），以抑制表達(dá)GAD67的基因gad1，從而抑制GABA合成。結(jié)果顯示這種方式可以避免小鼠的恐懼泛化。（圖2）

圖2. 阻斷lwDR中glutamate-to-GABA轉(zhuǎn)換可以抑制恐懼泛化的出現(xiàn)

隨后，研究者發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)恐懼泛化的神經(jīng)元投射到中央杏仁核和外側(cè)下丘腦，這兩個(gè)區(qū)域分別與習(xí)得恐懼和先天恐懼有關(guān)，并且神經(jīng)遞質(zhì)轉(zhuǎn)換需要激活下丘腦-垂體-腎上腺（HPA）軸。足底電擊對(duì)嚙齒動(dòng)物來(lái)說(shuō)是一種壓力源，它能激活下丘腦-垂體-腎上腺（HPA）軸，而HPA軸是機(jī)體對(duì)壓力反應(yīng)的主要組織者。HPA軸包括PVN（下丘腦室旁核）分泌的促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素（CRH）、垂體前葉分泌的促腎上腺皮質(zhì)激素（ACTH）和腎上腺皮質(zhì)釋放的CORT。該軸通過(guò)糖皮質(zhì)激素的產(chǎn)生調(diào)節(jié)應(yīng)激反應(yīng)。例如，在單次微弱的足底電擊前，立即注射CORT會(huì)觸發(fā)恐懼泛化和5-HT^lwDR神經(jīng)元中的VGLUT3-to-GAD67開(kāi)關(guān)。但是單獨(dú)向小鼠腹腔注射CORT不會(huì)產(chǎn)生恐懼泛化。此外，在足底強(qiáng)電擊前，腹腔注射CORT合成阻滯劑metyrapone可消除恐懼泛化。敲除中縫背核糖皮質(zhì)激素受體基因gr也可消除泛化恐懼反應(yīng)。這些數(shù)據(jù)表明，HPA軸的激活介導(dǎo)了足底電擊-觸發(fā)的VGLUT3-to-GAD67開(kāi)關(guān)，并暗示5-HT^lwDR是CORT作用的主要靶點(diǎn)。（見(jiàn)圖3）

圖3. CRH/CORT/GR信號(hào)通路的激活導(dǎo)致血清素能神經(jīng)元的轉(zhuǎn)變和恐懼泛化

氟西?。?/span>fluoxetine）是一種選擇性5-HT再攝取抑制劑，是一種抗抑郁藥，已有研究表明這種藥物可以減少壓力引起的條件恐懼。所以，研究人員嘗試在小鼠恐懼條件反射后，立即給予fluoxetine，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種藥物可以阻止神經(jīng)遞質(zhì)的轉(zhuǎn)變和隨后的泛化恐懼。但如果延遲治療，神經(jīng)元已經(jīng)發(fā)生了神經(jīng)遞質(zhì)的改變，就很難通過(guò)這種抗抑郁藥物消除恐懼泛化了。隨后，通過(guò)VGLUT3的敲除和GAD67的外源性表達(dá)實(shí)驗(yàn)確定了fluoxetine是通過(guò)干擾VGLUT3-to-GAD67開(kāi)關(guān)來(lái)抑制的恐懼泛化。（見(jiàn)圖4）

圖4. fluoxetine及時(shí)治療能阻斷glutamate-to-GABA轉(zhuǎn)換和恐懼泛化

綜上，研究發(fā)現(xiàn)急性應(yīng)激等因素誘導(dǎo)大腦神經(jīng)遞質(zhì)的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致恐懼泛化，這一機(jī)制與創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（PTSD）相關(guān)。通過(guò)抑制特定基因或進(jìn)行抗抑郁藥治療可阻止泛化恐懼產(chǎn)生。

云克隆開(kāi)發(fā)了與該研究相關(guān)的靶標(biāo)產(chǎn)品，部分指標(biāo)節(jié)選如下：

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