揭示生长抑素信号在大脑中的作用

宾夕法尼亚州立大学领导的研究小组称，生长抑素是大脑中许多抑制性神经元产生的一种信号分子，广泛抑制前额叶皮质中多种细胞类型之间的通讯，并促进小鼠的探索和冒险行为。他们的新论文今天(8 月 17 日)在线发表在《细胞报告》杂志上，描述了前额皮质中生长抑素的信号传导机制，前额皮质是一个被认为对计划、记忆、决策和社会行为等执行功能至关重要的大脑区域。

研究人员表示，这项研究是破译生长抑素在人脑中的功能以及其信号传导如何因多种神经精神疾病而出错的早期步骤。

“生长抑素与许多不同的神经精神疾病密切相关，”哈克神经生物学和神经工程早期职业主席、宾夕法尼亚大学埃伯利科学学院生物学助理教授和宾夕法尼亚大学工程学院生物医学工程助理教授 Nikki Crowley 说国家和研究小组的领导者。“临床上，它与患有抑郁症、精神分裂症、双相情感障碍、认知能力下降以及饮酒等疾病的个体有关，也与恐惧学习和回避行为等一般过程有关，但我们并不真正知道原因。因此，我们着手表征其在小鼠前额叶皮层中的功能，最终目标是找到治疗靶向它以改善人类健康的方法。”

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蛋白质。一旦释放，它会与其他神经元以及大脑中其他潜在细胞类型上表达的受体分子结合，从而在细胞中引发一系列分子变化。神经肽信号传导补充了经典神经递质的信号传导，例如通常在生长抑素神经元中共同表达的 GABA，以及多巴胺和血清素等其他神经递质。两种类型的信号分子使用不同的途径在细胞之间进行通讯，并通过不同的刺激场景释放。

“神经肽的活性可能更难以测量，”克劳利说。“大脑中的信号在很大程度上依赖于电通信。这就是当我们谈论神经元“放电”时所发生的情况。神经递质通常通过受体的组合发挥作用，其中一些受体允许电流进出神经元。我们可以相对容易地测量这种电活动，并且已经这样做了 50 多年，但神经肽信号传导并不直接产生电信号。直到最近几年，我们才拥有了真正好的工具，使我们能够测量神经肽的活性，从而开始了解它们在做什么。”

研究小组首先描述了生长抑素信号对前额皮质神经元的影响。他们测量了人工引入神经肽前后这些锥体神经元的活动。他们通过直接应用含有生长抑素的溶液，并分别通过光激活生长抑素释放神经元来驱动神经肽的释放来做到这一点。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。

“生长抑素的作用似乎就像汽车的刹车，减缓特定大脑区域的神经回路的活动，”克劳利说。“然后我们想知道这是否会产生行为后果。”

研究人员首先在小鼠的两项探索性行为测试中测试了释放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，它们可以选择探索风险更高、没有侧壁的开放迷宫臂，或者粘在有墙的更安全的臂上。在第二个“开放场地”测试中，小鼠可以探索开放场地的中心(模拟小鼠如何自然地暴露于危险)或留在相对安全的边缘。

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