体生长抑素信号在大脑中的作用

作者：宾夕法尼亚州立大学 Sam Sholtis

Uncovering the role of somatostatin signaling in the brain

新研究表明，由大脑中许多抑制性神经元产生的信号分子索马司他丁能广泛抑制前额叶皮层中各种细胞类型之间的交流，并促进小鼠的探索和冒险行为。研究人员利用贴片钳电生理学（如图所示）来了解体司他丁如何影响大脑皮层回路。图片来源：Kelby Hochreither/宾夕法尼亚州立大学

宾夕法尼亚州立大学领导的一个研究小组发现，由大脑中许多抑制性神经元产生的一种信号分子--体生长抑素能广泛抑制前额叶皮层中各种细胞类型之间的交流，并促进小鼠的探索和冒险行为。

他们的新论文在线发表在《细胞报告》（Cell Reports）杂志上，论文描述了前额叶皮质中体生长抑素的信号传导机制。

研究人员说，这项研究是破译体司他丁在人脑中的功能以及它的信号传递如何可能在几种神经精神疾病中出错的早期步骤。

"神经生物学和神经工程哈克早期职业讲座教授、宾夕法尼亚州立大学埃伯利科学学院生物学助理教授、宾夕法尼亚州立大学工程学院生物医学工程助理教授尼基-克劳利（Nikki Crowley）说："体生长抑素与多种不同的神经精神疾病有很大关系。

"临床上，抑郁症、精神分裂症、双相情感障碍、认知能力下降、饮酒以及恐惧学习和回避行为等一般过程都与它有关，但我们并不真正了解其中的原因。因此，我们开始研究它在小鼠前额叶皮层中的功能特征，最终目标是找到针对它的治疗方法，以改善人类健康。

体生长抑素是一种神经肽，是抑制性神经元作为化学信使释放的一种小型蛋白质。一旦释放，它就会与其他神经元上表达的受体分子结合，并可能与大脑中的其他细胞类型结合，从而在细胞中引发一连串的分子变化。神经肽信号传导是对传统神经递质信号传导的补充，如 GABA（通常在体节蛋白神经元中共同表达）以及多巴胺和血清素等其他神经递质。

这两种信号分子使用不同的途径在细胞间进行交流，并通过不同的刺激情景释放出来。

"神经肽的活性可能更难测量，"克劳利说。"大脑中的信号传递在很大程度上依赖于电子通信。这就是我们所说的神经元'发射'。神经递质通常通过受体组合发挥作用，其中一些受体允许电流进出神经元。

"我们可以比较容易地测量这种电活动，而且已经测量了 50 多年--但神经肽信号并不直接产生电信号。直到最近几年，我们才有了真正好的工具，可以测量神经肽的活动，从而开始了解它们在做什么。

前额叶皮层锥体神经元在使用索马托品之前（左）和之后（右）的活动。抑制性神经元（粉红色）释放出一种神经肽--索马司他丁，它能与锥体神经元（紫色）和大脑中其他细胞表面的受体结合。全细胞电流钳记录（黑线）的代表性轨迹显示，锥体细胞的活动在水浴应用体生长抑素和光诱发体生长抑素释放后都会降低。资料来源：克劳利实验室/宾夕法尼亚州立大学

研究小组首先确定了体生长抑素信号对前额叶皮层神经元的影响。他们测量了这些锥体神经元在人工引入神经肽前后的活动。他们的方法是直接涂抹含有体生长抑素的溶液，以及分别通过光激活体生长抑素释放神经元来驱动神经肽的释放。在这两种情况下，研究人员都发现锥体神经元的活动受到抑制。

"Crowley说："体生长抑素的功能似乎就像汽车的刹车，可以减缓特定脑区神经回路的活动。"我们随后想知道这是否会产生行为后果"。

研究人员首先测试了在小鼠的两种探索行为测试中，释放体生长抑素的神经元是否被激活。在一项测试中，小鼠被放置在一个高架迷宫中，它们可以选择探索迷宫中风险较高、没有侧墙的开放臂，或者坚持探索有墙的安全臂。在第二项 "开阔地 "测试中，小鼠可以在开阔地的中心探索。

(责任编辑：泉水)

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