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早期生活应激引发神经环路失调:对前额叶皮层发育的影响机制研究

应激对认知功能具有显著的负面影响,尤其是在早期生命阶段的应激(early-life stress, ELS)对大脑发育的影响尚未完全阐明。尽管与应激相关的精神疾病多在成年期表现出症状,但早期生活中的应激事件可能对神经环路的发育产生深远影响,增加未来精神障碍的风险。

来自美国佛罗里达马普神经科学研究所的研究团队在《Cell Reports》发表的一项研究中,利用双光子显微镜、电生理技术和早期母系分离应激模型,系统探讨了ELS对大鼠前额叶皮层(PFC)突触结构和功能的影响。研究发现,母系分离诱导的ELS导致PFC第2/3层锥体神经元突触数量的变化,表现为兴奋性突触的增加,并伴随多巴胺能神经元的超兴奋性。这些变化主要通过多巴胺D2受体介导的局部信号调控,揭示了ELS引起的神经环路重塑机制。

具体而言,研究显示,ELS后,PFC第2/3层锥体神经元的突触密度显著增加,微观结构的变化通过全细胞膜片钳技术证实为兴奋性突触后电流(mEPSCs)频率的升高,而抑制性突触后电流(mIPSCs)未发生明显变化。此外,ELS还导致PFC投射至腹侧被盖区(VTA)的多巴胺神经元表现出超兴奋状态,但静息膜电位和尖峰阈值未受影响。这表明,ELS引起的突触重塑和神经元兴奋性变化,可能通过阳离子通道介导的电流调控,影响PFC与VTA的神经环路功能。

研究还发现,单次ELS暴露即可在出生后早期引起PFC第2/3层锥体神经元突触结构的改变,提示早期干预的重要性。此外,ELS后,PFC投射到VTA的神经元表现出阳离子通道介导的电流增强,进一步证实了应激对神经环路的调控作用。这些发现为理解ELS如何通过神经环路失调,增加精神障碍的发生风险提供了新的机制基础。

总之,该研究揭示了早期生活应激对前额叶皮层神经环路的影响机制,强调了神经环路的可塑性及其在精神疾病发生中的作用,为未来的干预策略提供了潜在的靶点。

(责任编辑:泉水)