生理或心理壓力應(yīng)激反應(yīng)引起的血糖上升是人和動(dòng)物一種保守的適應(yīng)性生理現(xiàn)象，它可以在機(jī)體遇到危險(xiǎn)時(shí)調(diào)動(dòng)能量?jī)?chǔ)備來進(jìn)行“逃跑或戰(zhàn)斗”。然而在現(xiàn)代人的生活中，長(zhǎng)期工作和生活壓力應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致焦慮等負(fù)性情緒發(fā)生，同時(shí)伴隨血糖的持續(xù)性升高，這成為了高血糖等代謝性疾病高發(fā)的重要的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因素之一。焦慮等負(fù)性情緒與機(jī)體糖代謝異常之間的神經(jīng)關(guān)聯(lián)特征及其可能的新型調(diào)控機(jī)制目前不是非常清楚。
【資料圖】
大腦在調(diào)控機(jī)體外周器官組織的穩(wěn)態(tài)（包括代謝、免疫、內(nèi)分泌穩(wěn)態(tài)等）中起著決定性的作用。近年來該領(lǐng)域國(guó)際上的多項(xiàng)研究進(jìn)展更是進(jìn)一步從細(xì)胞、分子到神經(jīng)環(huán)路層面解析了神經(jīng)系統(tǒng)與機(jī)體多臟器相互調(diào)控的神經(jīng)機(jī)制，那么大腦協(xié)調(diào)壓力應(yīng)激導(dǎo)致的情緒變化與血糖調(diào)動(dòng)的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制是什么？
終紋床核（The bed nucleus of the stria terminalis, BNST）是邊緣系統(tǒng)一個(gè)小而細(xì)胞緊湊的核團(tuán)，已有研究表明BNST參與應(yīng)激反應(yīng)的產(chǎn)生，以及神經(jīng)內(nèi)分泌、自主神經(jīng)輸出的調(diào)節(jié)1,2。下丘腦弓狀核（The Arcuate nucleus，ARC）與維持機(jī)體能量代謝平衡密切相關(guān)，且與BNST存在密集的投射關(guān)系，2016年研究發(fā)現(xiàn)刺鼠相關(guān)蛋白（The Agouti-related protein，AgRP）神經(jīng)元投射到BNST的環(huán)路可調(diào)節(jié)胰島素敏感性3；ARCAgRP神經(jīng)元瘦素受體表達(dá)對(duì)維持血糖穩(wěn)定具有重要作用4。然而BNST與ARC環(huán)路是否在調(diào)節(jié)壓力相關(guān)血糖改變中起作用尚不清楚。
圖一 論文上線截圖
近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院（簡(jiǎn)稱“深圳先進(jìn)院”）王立平團(tuán)隊(duì)在 Cell Reports 上發(fā)表題為“Divergent neurocircuitry dissociates two components of the stress response, glucose mobilization and anxiety-like behavior”的研究成果，揭示了aBNSTGad2+→ARCGad2+的環(huán)路分別通過投射到中縫隱核（The Raphe obscurus nucleus，ROb）和孤束核（The nucleus of solitary tract，NTS）協(xié)調(diào)血糖變化和焦慮樣行為輸出。
首先，研究人員利用光遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)aBNST的GABA能神經(jīng)元激活能誘導(dǎo)小鼠血糖上升，并且通過逆行示蹤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)aBNST的GABA能神經(jīng)元與ARC的GABA能神經(jīng)元存在單級(jí)投射。通過光遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)aBNSTGad2+→ARCGad2+環(huán)路激活在小鼠上可以誘導(dǎo)出焦慮樣行為并產(chǎn)生血糖升高現(xiàn)象，并且在去除腎上腺后現(xiàn)象依然存在；光遺傳抑制這條通路可逆轉(zhuǎn)束縛壓力應(yīng)激造成的血糖上升，說明aBNSTGad2+→ARCGad2+環(huán)路在介導(dǎo)壓力相關(guān)血糖上升中起著必要性作用。研究人員隨后進(jìn)一步通過順逆行神經(jīng)環(huán)路示蹤方法發(fā)現(xiàn)位于延髓的NTS和ROb與ARC存在環(huán)路連接，利用三級(jí)環(huán)路調(diào)控技術(shù)，發(fā)現(xiàn)NTS是aBNSTGad2+→ARCGad2+環(huán)路激活產(chǎn)生焦慮樣行為的必要下游，而ROb則是產(chǎn)生血糖上升反應(yīng)的必要下游。
aBNSTGAD2→ARCGAD2→ROb 和 aBNSTGAD2→ARCGAD2→NTS分別介導(dǎo)壓力引起的血糖升高和焦慮樣行為產(chǎn)生
該研究從神經(jīng)環(huán)路的連接解釋了壓力應(yīng)激引起血糖上升的機(jī)制，揭示了大腦協(xié)調(diào)情緒行為輸出和維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)平衡可能存在的保守而通用的策略，為進(jìn)一步理解大腦作為機(jī)體功能調(diào)控的“司令官”角色提供證據(jù)。該研究成果也為理解臨床上代謝性疾病發(fā)生發(fā)展的機(jī)制從整合生理學(xué)角度上提供了新思路，并為預(yù)防和治療精神疾病和代謝疾病共患病提供新靶點(diǎn)。
圖三 兩條平行環(huán)路分別介導(dǎo)壓力引起的焦慮樣行為和血糖上升現(xiàn)象
深圳先進(jìn)院王立平研究員為該論文的通訊作者，博士后賈香蓮（目前在斯坦福大學(xué)做博士后研究）為第一作者，深圳先進(jìn)院為論文第一單位；該論文受到了廣東省腦連接圖譜重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃腦科學(xué)與類腦研究重大科技專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金、深圳市科創(chuàng)委等項(xiàng)目的資助。
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標(biāo)簽： 神經(jīng)環(huán)路 壓力應(yīng)激 血糖上升
