
东京都市大学的研究团队近日在《科学进展》(Science Advances)杂志上发表了一项突破性研究,首次精确揭示了应激诱导性功能障碍背后的生化回路,并发现神经递质多巴胺在此过程中扮演着“分子计时器”的关键角色。这项研究利用果蝇(Drosophila)作为模型,深入阐明了应激如何导致行为改变的持久性,为理解人类应激相关精神疾病,如创伤后应激障碍(PTSD)引起的性功能障碍提供了重要线索。
长期以来,急性内外应激源被认为会触发大脑深层的生化变化,这些变化在应激事件结束后仍持续影响动物行为。一个典型的例子是创伤与性欲减退之间的直接关联,例如PTSD患者中普遍存在的性功能障碍。然而,尽管有大量证据支持,应激导致性欲减退的分子机制仍不甚明了。
由酒井隆臣(Takaomi Sakai)教授领导的研究团队,选择了果蝇这一重要的模式生物。果蝇拥有与哺乳动物系统高度保守的生化通路,使其成为研究神经生物学机制的理想选择。研究人员将雄性果蝇置于“小空间”限制应激下,系统性地测量了其对生殖求偶行为的直接下游影响。
研究结果显示,应激事件的持续时间与行为抑制的持续时间存在直接关联。被限制仅十分钟的果蝇没有表现出求偶行为抑制;而被困30或60分钟的果蝇则表现出明显的交配驱动力下降。令人震惊的是,那些遭受7小时或24小时限制应激的雄性果蝇,其求偶行为抑制状态至少持续了整整五天,并且这种效应独立于食欲或身体运动能力。
为了追踪这一现象背后的分子机制,研究团队将目光投向了多巴胺,一种广泛参与应激反应的神经递质。通过测试多巴胺产生被基因敲除或药理学阻断的突变果蝇,他们发现了一个意想不到的作用区分:抑制多巴胺对果蝇是否最初关闭其求偶驱动力没有任何影响;然而,它却完全改变了这种抑制状态持续的时间。这表明多巴胺并非引发初始的“恐慌”反应,而是作为生物学计时器,维持着这种应激反应的持久性。
研究人员成功地将这种行为持久性直接追溯到果蝇大脑中的蘑菇体(mushroom body),这是一个负责感觉处理和记忆形成的专门区域。他们识别出蘑菇体结构中特定的多巴胺受体,这些受体独自负责维持长期、应激诱导的行为阻断。当生物体经历长时间的创伤时,该结构内的特定多巴胺受体被锁定在持续的激活模式中,从而形成一种持久的“分子记忆”,即使实际危险或限制已经过去,大脑的生殖中心仍保持关闭状态。
由于这些深层中脑通路在进化谱系中是结构共享的,因此,分离出蘑菇体中多巴胺的作用机制为人类医学提供了关键证据。理解多巴胺作为创伤反应持久性的结构性“锚点”,为全球精神病学界提供了一个客观的靶点,以解码和治疗应激驱动的亲密关系障碍。这项研究不仅加深了我们对应激如何影响行为和福祉的理解,也为开发针对性功能障碍和PTSD等疾病的新型治疗策略开辟了道路。