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随着竞争压力的不断加大以及社会经济的迅速向前发展,焦虑问题引起了人们的密切关注。焦虑是一种让人感到不愉快的生理反应和情感体验,适度焦虑对机体具有积极的保护作用,长期过度焦虑就有可能产生焦虑症。在调控焦虑方面,包括导水管周围灰质（periaqueductalgray,PAG）、前额叶（pre-frontalcortex,PFC）、中脑腹侧被盖区（ventral tegmental area,VTA）、杏仁核、蓝斑（locus caeruleus,LC）、海马、终纹床核（bed nucleus of the stria terminalis,BNST）、下丘脑、臂旁核（parabrachial nucleus,PB）、中缝核（nucleus raphe,RN）等脑区都参与了对焦虑的调节。其中,PAG这个脑区在焦虑调控过程中发挥了极其重要的作用。在焦虑调控方面,其不仅与杏仁核、PFC、下丘脑、RN等焦虑调控脑区存在直接的通路联系,还与BNST、LC、PB、VTA等焦虑调控脑区存在间接的通路联系,共同对焦虑进行调控。其中,PAG在焦虑调控方面的作用已经有诸多报道。例如:电刺激或者化学刺激腹外侧PAG（ventrolateral PAG,VLPAG）可造成动物战斗-逃跑反应的抑制以及低反应性的静止不动;PAG背内侧或背外侧区注射甘丙肽,可抑制大鼠焦虑样行为的获得,破坏获得性焦虑;VLPAG注射血管紧张素,可致大鼠产生焦虑样行为。这些证据表明,PAG在焦虑调控过程中发挥着重要的作用。5-HT系统与应激反应、焦虑和抑郁等密切相关。大量实验动物研究结果表明,多种心理或物理性应激刺激（如暴露于天敌、足底电击、束缚应激、条件恐惧、强迫游泳等）在诱发焦虑样行为的同时,可升高脑内情绪调控相关脑区的5-HT及其代谢物5-HIAA水平或周转率（turnover）,而激活或阻断相应5-HT受体具有致焦虑或抗焦虑效应。PAG是大脑5-HT能神经元主要起源地之一,尽管已有研究表明PAG中5-HT能系统与焦虑发生之间存在密切联系,例如,PAG中注射5-HT或者阻断突触前5-HT受体的功能以反馈性抑制5-HT能神经元活动,可缓解刺激背侧PAG所产生的焦虑样行为;相反,增强PAG 5-HT能神经元活动则具有致焦虑作用,但其调控焦虑行为的途径和确切机制仍不明了。此外,焦虑样行为的发生还可能与PAG中星型胶质细胞的功能改变有关。星型胶质细胞作为中枢神经系统中主要的细胞类型之一,除了对神经元有支持和营养的功能,还通过释放多种胶质细胞因子对脑功能如情绪反应、学习记忆等进行调控。星型胶质细胞一方面可通过与神经元突触形成“三重突触”结构参与神经元之间的突触传递活动;另一方面可通过释放生长因子、细胞因子、神经递质等胶质因子调节神经元的功能。星型胶质细胞的这些特征为其在PAG通过调节5-HT能神经元活动水平,进而诱发焦虑样行为提供了结构和功能基础。尽管已有证据表明星型胶质细胞通过释放炎性因子参与慢性应激诱发精神障碍的发生,但其是否在急性应激诱发的焦虑样行为中发挥快速调节作用目前仍缺乏实验证据。基于此本工作提出急性应激可激活PAG中的星型胶质细胞,活化的星型胶质细胞通过调节VLPAG中5-HT能神经元的突触输入和兴奋性水平而增强其活动,介导焦虑样行为的产生。为验证上述假说,本研究采用足底电击的急性应激刺激诱发小鼠的焦虑样行为,离体脑片进行全细胞膜片钳记录以分析焦虑发作时VLPAG 5-HT能神经元突触输入和兴奋性的变化,并通过化学遗传技术特异性激活或抑制VLPAG星型胶质细胞活性以观察其对焦虑样行为、VLPAG中5-HT能神经元电生理特性的影响,得到以下结果:1.急性应激可致小鼠产生焦虑样行为,提高VLPAG中5-HT能神经元的兴奋水平急性应激可显著降低小鼠在旷场（open field test,OFT）中心区域、黑白箱（light-dark transition,LDT）白箱和高架（elevated plus-maze test,EPM）开放臂中的滞留时间,显著降低小鼠进入EPM开放臂的次数。急性应激显著增加了 VLPAG中5-HT能神经元产生微小兴奋性突触后电流（miniatureexcitatorypostsynapticcurrent,mEPSC）的频率和幅度,显著增加了由星型胶质细胞释放谷氨酸作用于5-HT能神经元介导的慢性内向流（slow inward current,SIC）总面积,显著增加VLPAG中5-HT能神经元在阶跃电流刺激下的放电个数。结果表明:急性应激可致小鼠产生焦虑样行为,增强VLPAG中5-HT能神经元的突触输入和兴奋性。2.抑制VLPAG星型胶质细胞可对抗急性应激致小鼠焦虑样行为的产生,逆转急性应激致VLPAG中5-HT能神经元突触输入和兴奋能力的改变化学遗传技术抑制VLPAG星型胶质细胞活动可显著降低急性应激致小鼠在LDT白箱中的滞留时间的增加以及进入EPM开放臂的次数的增加。抑制星型胶质细胞可显著降低急性应激致5-HT能神经元mEPSC产生频率的增加,显著降低急性应激致5-HT能神经元SIC的增强,显著降低急性应激致5-HT能神经元在阶跃电流刺激下的放电个数的增加。结果表明:抑制VLPAG星型胶质细胞可对抗急性应激致小鼠焦虑样行为的产生,逆转急性应激致VLPAG中5-HT能神经元的突触输入功能和兴奋性水平的改变。3.VLPAG中星型胶质细胞的激活可致小鼠产生焦虑样行为,提高VLPAG中5-HT能神经元的兴奋水平利用化学遗传技术激活VLPAG星型胶质细胞可显著降低小鼠在OFT中心区域的滞留时间,显著降低小鼠在LDT白箱中的滞留时间,显著降低小鼠进入EPM开放臂的次数。激活星型胶质细胞可显著增加5-HT能神经元产生mEPSC的频率,显著增加5-HT能神经元SIC总面积,显著增加VLPAG中5-HT能神经元在阶跃电流刺激下的放电个数。结果表明:激活中VLPAG星型胶质细胞可致小鼠产生焦虑样行为,提高VLPAG中5-HT能神经元的突触输入和兴奋性。综上所述,得到以下结论:急性应激致小鼠焦虑样行为的产生与VLPAG星型胶质细胞的激活有关,其途径是增强5-HT能神经元的兴奋性突触输入和SIC,使得5-HT能神经元活动增强。与以往有关星型胶质细胞的慢性调节作用不同,本研究初步揭示了星型胶质细胞通过快速调节相关神经元的活动进而影响行为的作用途径,为焦虑产生的生物学机制研究提供了新的思路。