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摘要焦虑是一种常见的情绪状态，通常体现为对预期上可能存在的威胁产生过度担忧或警觉并伴随一系列的生理反应，包括激素分泌、心跳加快等等。焦虑反应一般由压力应激诱导出以应对潜在的威胁，但过度的焦虑情绪不但会影响心理健康，对正常生理功能也会产生严重的负面影响。许多证据表明当人们长期处于过度的压力应激状态时，体内正常的生理过程会失去原有的平衡，包括能量代谢，骨代谢等。在调控焦虑情绪的神经环路中，下丘脑腹内侧核(VMH)同时具有调节焦虑情绪与能量代谢的功能。VMH是关联情绪与外周代谢的关键脑区，但是它如何在焦虑情绪下调控外周能量代谢紊乱不清楚。本论文通过结合光遗传、在体光纤记录、分子学和电生理等技术，解析了慢性压力应激下VMH神经元活动的改变及相关分子和电生理机制，验证了VMH放电活动对焦虑样行为以及能量代谢的调控作用，并探索了其他可能影响VMH神经元放电活动的因素。主要内容包括:<br>　　1.慢性压力应激可增加簇状放电VMH神经元的比例并介导相应行为学和能量代谢改变;通过长期压力应激建立了焦虑动物模型，行为学测试和代谢检测显示压力应激处理后小鼠出现焦虑样行为，并伴随摄食减少以及呼吸熵(Respiratoryexchangeratio,RER)降低等现象;免疫染色结果显示实验组VMH神经元c-fos表达增加，而通过在体记录实验我们发现压力应激组VMH神经元钙信号发放频率以及幅度的增加，同时局部场电位在theta频段出现了上升，这些结果证明了VMH神经元参与了慢性压力应激应答，表现为VMH神经元的电活动的增加。鉴于VMH脑区分子标记物的复杂性，我们首先利用电生理的手段对VMH神经元进记录和聚类分析并发现了电生理特性各异的三类，而迸一步分析发现慢性压力应激可增加其中簇状放电神经元的比例，且簇状放电强度与焦虑相关行为具有一定的关联性。光遗传技术诱发VMH神经元簇状放电也可诱导焦虑样行为及相关能量代谢的改变，这些结果说明了VMH神经元簇状放电在慢性压力应激时对焦虑样行为以及能量代谢改变的重要调控作用。<br>　　2.T-型钙离子通道(T-VGCC)的表达上调增强了焦虑小鼠VMH神经元簇状放电;通过添加阻断剂确定了VMH簇状放电主要由T-VGCC介导，且慢性压力应激后T-VGCC的Cav3.1亚型在VMH中的表达上升，尤其是在簇状放电类神经元中的表达显著升高，这使得VMH中的簇状放电得到了增强。而将T-VGCC阻断剂美贝拉地尔以局部微量注射的方式给予VMH脑区可短时缓解焦虑并逆转相关能量代谢改变。这些结果表明VMH神经元上T-VGCC表达改变是慢性压力应激改变VMH功能从而诱导焦虑样行为以及能量代谢变化的重要分子机制。通过病毒注射将Cav3.1shRNA特异表达在转基因小鼠的VMH中，可实现脑区特异的Cav3.1表达敲低。Cav3.1表达的下调直接造成焦虑小鼠VMH中簇状放带电神经元的减少以及自发钙信号的减弱，并且焦虑行为以及相关代谢改变也得到一定程度的逆转。此外，长期服用抗焦虑药物氟西汀也可降低Cav3.1表达从而减少簇状放电神经元比例，缓解焦虑情绪及相关能量代谢改变。通过这些实验，我们验证了VMH神经元的Cav3.1可以作为慢性压力应激导致焦虑行为和代谢紊乱的潜在调控靶点。<br>　　3.VMH神经元簇状放电的维持与多种受体的功能密切相关;许多研究显示T-VGCC介导的簇状放电与NMDA(N-methyl-D-asparticacidreceptor)受体联系紧密，我们验证了VMH神经元簇状放电对NMDA受体介导的谷氨酸能信号的依赖性。此外，很多研究提示星形胶质细胞参与调控焦虑情绪以及多个代谢过程，而星形胶质被认为是突触间隙的谷氨酸浓度平衡的重要调节者。本研究中我们发现VMH星形胶质细胞也参与调节慢性压力应激反应，且NMDA受体是连接VMH星形胶质细胞和神经元活动的重要组成部分。抑制星形胶质细胞上的谷氨酸再摄取转运体(EAAT-2)可以影响VMH簇状放电，这说明星形胶质可能通过改变VMH周围环境中的谷氨酸浓度来调控VMH神经元的簇状放电。另外激活5-羟色胺受体则可以超极化VMH神经元的膜电位，促肾上腺皮质激素释放因子受体(CRFR)的激活则可去极化神经元促进簇状放电，这一过程可能依赖于G蛋白偶联受体(GPCR)级联通路对T-VGCC等离子通道电导的调控。这些结果不仅促进了人们对VMH调控焦虑相关代谢紊乱背后神经机制的理解，还为临床上治疗相关疾病提供了新的可能靶点以及潜在的干预手段。