揭開焦慮神經迴路的神秘面紗─苔狀細胞

陽明交大神經科學研究所連正章特聘教授研究團隊,研究海馬迴中負責調控焦慮行為的神經迴路,發現海馬迴中苔狀細胞在抗焦慮作用上的神經機轉。其研究成果於9月14日登上國際期刊「細胞報導」(Cell Reports)的封面文章。

近年來,有愈來愈多的人因各種不同原因而出現情緒障礙,其中,焦慮症所佔的人口比例也逐年攀升。如何改善情緒問題,在現今社會是非常重要且棘手的課題。連正章指出,一般的認知中,大腦中的海馬迴是負責空間探索與學習記憶的關鍵腦區;但近年的研究指出海馬迴對於情緒的調節同樣扮演了重要的角色。海馬迴內的訊號會由第一站的齒狀回透過神經連結傳遞到海馬迴最終站。

科學家發現在海馬迴的最終站中擁有控制焦慮相關的細胞,但海馬迴中的神經迴路是透過什麼機制,將訊號從齒狀回傳到海馬迴最終站,進而調控焦慮行為,是個有趣且值得深究的議題。

研究團隊在動物實驗中發現,齒狀回中的一種神經細胞──苔狀細胞,像是焦慮程度的指示劑,其活性會隨著環境壓力而改變,當老鼠處在會讓其焦慮的環境時(如懸崖邊),苔狀細胞的活性隨之上升;反之,當老鼠待在較安全的環境時,苔狀細胞的活性會下降。

研究團隊接著利用光遺傳學及化學遺傳學操控齒狀回中苔狀細胞的活性,並利用活體單細胞紀錄之技術瞭解苔狀細胞如何調控海馬迴神經迴路的機制。研究發現活化苔狀細胞會藉由增加齒狀回中的抑制性訊號,進而降低海馬迴與焦慮相關神經訊號的傳遞與輸出,因此活化苔狀細胞能有效緩解動物焦慮行為。

將該研究成果應用於因為慢性痛併發高度焦慮的小鼠中,發現活化齒狀回中苔狀細胞確實能舒緩慢性痛小鼠模型的高度焦慮行為。連正章表示,此研究進一步釐清海馬迴在焦慮行為反應中扮演的角色,也期望未來能藉由調控苔狀細胞活性,將研究成果轉譯並應用於臨床醫學領域,對於臨床上焦慮症有實質的幫助。【記者  鄭昱庭整理報導】