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Nat Rev Neurosci.:神经递质转换及其行为结果

来源:Nature Reviews Neuroscience 2013-07-11 20:10

在发育过程中,突触活动已被证明能够重新指定神经递质表达,但在成熟的大脑,神经递质的身份被认为是固定的。Dulcis等人完成的一项新研究表明,感官刺激能够在成年小鼠大脑中接入神经递质表达,这将会影响行为。

在1周的时间里,将成年小鼠暴露在短日照光周期(5小时光照-19小时黑暗)或长日照光周期(19小时光照-5小时黑暗)中导致了涉及控制条件(12小时光照-12小时黑暗)的下丘脑核群中多巴胺能神经元数量的变化。短日照暴露增加了多巴胺能神经元的数量,以及多巴胺的释放,而长日照暴露则具有相反的效果。有趣的是,下丘脑核群中生长激素抑制素(SST)-表达神经元的数量表现出了逆相关关系,意味着光周期的变化正在驱使着多巴胺与SST之间的一个神经递质转换。

通过使用双重免疫荧光标记,作者发现个别神经元在暴露于不同的光周期后改变了它们的神经递质表达。这些变化以转录水平发生着,同时还发现了酪氨酸羟化酶(多巴胺合成路径中的一种酶)和Sst mRNA水平的平行变化,它们同时还伴随着突触后多巴胺D2受体(D2Rs)——而非SST受体——表达的变化。D2R的表达随着长日照光周期暴露在室周促皮质素的释放因子(CRF)表达神经元中被下调了,并且在短日照光周期暴露后被上调了。与这些结果一致的是,脑脊液中的CRF水平由于暴露在短日照光周期而造成的抑制的增加而减少,并且在暴露于长日照周期后,随着D2R表达的减少而增加。

为了确定神经递质表达中的这些变化是否具有行为后果,作者在高架十字迷宫中测试了小鼠,并进行了强迫游泳测试。他们发现在成为不变的相对控制之前,那些暴露在短日照中的小鼠花费更多的时间探索迷宫的开放臂,以及用更长时间游泳。长日照暴露则有相反的效果,这意味着这种情况能够导致焦虑和抑郁行为。用多巴胺受体拮抗剂阻碍多巴胺能的传递,或通过在室旁核附近注射6-羟多巴胺以去除细胞,能够表型模拟行为后果,后者在长日照光周期后能够被观察到。然而,这些结果被暴露在短日照光周期的小鼠所部分缓解,这能够被新多巴胺能神经元的出现所解释。

尽管这种神经递质转换以及其行为结果背后的分子细节尚有待阐释,但它能够在成熟的CNS中通过自然刺激被触发的事实或许有助于理解,并且可能治疗人类神经疾病,例如季节性情绪失调。(生物谷Bioon.com)

生物谷推荐英文摘要:

Nature Reviews Neuroscience       doi:10.1038/nrn3517

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During development, synaptic activity has been shown to re-specify neurotransmitter expression, but in the mature brain, neurotransmitter identity was thought to be fixed. A new study by Dulcis et al. indicates that sensory stimuli can lead to a switch in neurotransmitter expression in the adult rat brain, which has consequences for behaviour.

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