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近期研究表明，提高大腦中的內源性大麻素（eCBs）在焦慮障礙中具有潛在治療作用，但其背后的神經環(huán)路機制仍不清楚。

基于此，2025年6月17日，青島大學醫(yī)學部神經精神疾病研究院王穎教授、張遐教授研究團隊Advanced Science雜志發(fā)表了“An Amygdala-hippocampus Circuit for Endocannabinoid Modulation of Anxiety Avoidance”揭示了在用于內源性大麻素調節(jié)焦慮回避的杏仁核-海馬環(huán)路。

在此研究中，作者發(fā)現(xiàn)通過光遺傳學技術抑制或激活基底外側杏仁核前部（aBLA）至腹側海馬（vHPC）的谷氨酸能投射，分別會減少和增加焦慮回避行為。隨后，作者采用了三種新開發(fā)的突觸和環(huán)路特異性、以eCB為靶點的病毒策略來探究aBLA–vHPC通路中eCB在焦慮回避中的作用。結果發(fā)現(xiàn)，在焦慮回避過程中，在aBLA–vHPC谷氨酸能突觸上發(fā)現(xiàn)了明顯的eCB釋放，這表明在aBLA–vHPC投射中增加eCB水平具有抑制焦慮回避的作用。在aBLA–vHPC突觸上特異性激活CB1受體可以抑制突觸前谷氨酸的釋放，并減少焦慮回避行為。相反地，在aBLA–vHPC突觸上特異性敲低eCB合成酶會降低eCB水平并增強焦慮回避行為。此外，抑制由aBLA支配的vHPC谷氨酸能神經元也能緩解焦慮回避行為。綜上所述，這些發(fā)現(xiàn)揭示了在aBLA–vHPC環(huán)路中增強的eCB信號通路對于焦慮回避具有拮抗作用。

圖一 在焦慮回避過程中，aBLA–vHPC環(huán)路中神經元活動增強且eCB釋放增加

已有研究表明，aBLA與vHPC在焦慮狀態(tài)下存在結構連接和功能耦合。首先，作者考察了在焦慮應激下，aBLA–vHPC環(huán)路中神經元活動是否發(fā)生改變。采用在體光纖記錄來監(jiān)測小鼠在高架十字迷宮（EPM）任務中，aBLA谷氨酸能神經元的實時神經元活動變化。在這種任務中，小鼠進入開放臂時會感受到壓力。將CaMKIIα-GCaMP6s病毒注入野生型小鼠的aBLA區(qū)域，在病毒注射部位上方植入一根光纖。結果顯示，當小鼠進入開放臂時，aBLA谷氨酸能神經元的鈣活動短暫增加，表明這類神經元會被類似焦慮的應激所激活。在表達GCaMP6s病毒的基礎上，還發(fā)現(xiàn)aBLA的谷氨酸能神經元向多個已知的情緒相關腦區(qū)發(fā)出GCaMP6s投射，包括前額葉皮層、伏隔核、終紋床核以及vHPC。作者進一步監(jiān)測將GCaMP6s注入aBLA，并在vHPC植入光纖，在EPM任務中檢測aBLA向vHPC投射的谷氨酸能神經元的活動。結果顯示，當小鼠進入開放臂時，aBLA–vHPC谷氨酸能投射的鈣活動也開始上升，且其升高持續(xù)時間比aBLA谷氨酸能神經元更長。當小鼠進入EPM中具有應激性的開放臂時，aBLA–vHPC谷氨酸能投射被激活，從而促進谷氨酸釋放，并最終導致焦慮回避行為的發(fā)生。由于大腦中的內源性大麻素（eCB）是由突觸后神經元依賴神經活動合成并釋放的，因此在焦慮回避過程中aBLA–vHPC谷氨酸能投射的激活提示，相同的應激刺激可能也會增加aBLA–vHPC突觸處的eCB釋放。作者將eCB sensor注入左側aBLA，并在左側vHPC植入光纖，隨后通過光纖記錄監(jiān)測小鼠在EPM任務中進行焦慮回避時的eCB釋放情況。發(fā)現(xiàn)當小鼠進入開放臂引發(fā)焦慮應激時，aBLA–vHPC環(huán)路中的eCB釋放明顯增加。有趣的是，aBLA–vHPC環(huán)路中的eCB釋放表現(xiàn)出方向偏倚性：當小鼠進入與光纖同側的開放臂時，eCB釋放更多，而進入對側開放臂時則較少。這些結果表明，由進入開放臂引起的焦慮應激顯著激活了突觸后的vHPC神經元，從而增加了aBLA–vHPC突觸中eCB的釋放。

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圖二 aBLA向vHPC的谷氨酸能投射雙向調節(jié)焦慮回避行為

為了驗證aBLA–vHPC谷氨酸能環(huán)路在焦慮回避行為中的作用，作者將AAV2/9-CaMKIIα-eNpHR3.0-EGFP或AAV2/9-CaMKIIα-hChR2-mCherry注入aBLA區(qū)域并在vHPC植入光纖。經過一周恢復后，在曠場實驗（OFT）和EPM中記錄小鼠的趨近和/或回避行為。為了進行個體內部、時間段內部以及組間比較，在單次持續(xù)9分鐘的OFT和EPM實驗中設置了三個3分鐘的時間段：首先是一個無光刺激的基線期（OFF），隨后是一個有光刺激的時期（ON），分別使用直流黃光（596nm）或20Hz藍光（473nm）脈沖刺激，最后再切換回第二個無光時期（OFF）。在OFT的有光刺激階段，與EGFP組相比，eNpHR3.0組進入中心區(qū)域的次數(shù)顯著增加，停留在中心區(qū)域的時間比例也明顯上升。在EPM的有光刺激階段，eNpHR3.0小鼠探索開放臂的次數(shù)多于對照組，且在開放臂停留的時間也顯著增加。這些結果表明，抑制aBLA–vHPC谷氨酸能環(huán)路足以減少焦慮回避行為。在OFT的有光刺激階段，ChR2組小鼠進入中心區(qū)域的次數(shù)明顯少于mCherry對照組，其在中心區(qū)域停留的時間也顯著減少。同樣，在EPM的有光刺激階段，ChR2組小鼠進入開放臂的次數(shù)和停留時間均顯著下降。這些數(shù)據(jù)進一步證實，aBLA–vHPC谷氨酸能投射對焦慮回避行為具有雙向調節(jié)作用。

圖三 在aBLA–vHPC谷氨酸能環(huán)路中特異性敲低DAGLα會加重焦慮回避行為

如果在aBLA–vHPC谷氨酸能環(huán)路中激活光控CB1受體（opCB1Rs）可以緩解小鼠的焦慮回避行為，作者推測降低該環(huán)路中2-AG的水平可能會增加焦慮回避行為。作者采用病毒注射特異性敲低由aBLA支配的vHPC神經元中的DAGLα。結果顯示，在對照組小鼠進入開放臂時，aBLA–vHPC谷氨酸能環(huán)路中迅速釋放了eCB。然而，DAGLα-/-小鼠在進入開放臂時并未表現(xiàn)出類似的eCB釋放，說明DAGLα敲低策略成功。與對照組小鼠相比，DAGLα-/-小鼠進入中心區(qū)域的頻率顯著減少，停留在中心區(qū)域的時間也明顯縮短。在EPM實驗中，DAGLα-/-小鼠進入開放臂的頻率和停留時間也都顯著下降。而在OFT和EPM中，兩組小鼠之間的運動活性沒有顯著差異。這些結果表明，在aBLA–vHPC谷氨酸能環(huán)路中特異性降低2-AG水平會導致焦慮回避行為增強。此外，還研究了pBLA至vHPC通路中的eCB作用。然而，pBLA–vHPC通路中DAGLα的敲低反而減少了焦慮回避行為，與aBLA–vHPC通路的作用相反。因此，eCB在不同子環(huán)路中對焦慮回避的影響有所不同，甚至可能相反，這進一步強調了其環(huán)路特異性治療的潛力。

總結

總之，大量研究已明確表明eCB信號在調節(jié)焦慮行為中發(fā)揮重要作用。在本研究中，作者采用了三種具有投射特異性和突觸特異性的eCB探針，用于在焦慮回避過程中實時監(jiān)測aBLA–vHPC谷氨酸能環(huán)路中的eCB動態(tài)釋放、精確激活CB1受體，并實現(xiàn)對2-AG合成酶的特異性敲低。在這些環(huán)路上激活CB1受體可減少焦慮回避，而敲低eCB合成酶則會增加焦慮回避。這些發(fā)現(xiàn)為未來通過精準干預aBLA–vHPC環(huán)路中的eCB信號來治療焦慮障礙奠定了理論基礎。

文章來源

DOI: 10.1002/advs.202505121