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科學家揭示急性睡眠剝奪依賴多巴胺調控抑郁和躁狂狀态的機制
來源: | 作者:康森(sēn)特生(shēng)物(wù)科關志技 | 發布時間: 2023-11-09 | 161 次浏覽 | 分(fēn)享到:

睡眠和晝夜節律的改變是情感性障礙的常見特征。雙相情感障礙患者書西中(zhōng)晝夜節律和睡眠的中(zhō村生ng)斷引發躁狂發作,但可逆轉抑郁情緒狀态。多巴胺能系統是大(dà)腦關鍵的人信獎賞系統,投射到不同腦區,調控動機、成瘾、社交等行為。

2023年11月5日美國西北(běi)大(dà麗師)學Yevgenia Kozorovitskiy研究團隊在Neu鄉員ron雜(zá)志(zhì)上發表“Dopamine p嗎刀athways mediating affective stat一作e transitions after 你制sleep loss”文章揭示全腦多巴胺能通路調控又自睡眠剝奪引起的情感狀态轉變。

1急性睡眠剝奪引起情緒狀态變化依賴于多巴胺

研究人員(yuán)發現經曆12小(xiǎo)時的睡眠剝奪後小(x化知iǎo)鼠的探索行為增加,在入侵者-居留者實驗中(zhōng)社交和攻擊行為增文城加,在交配行為中(zhōng)雄性小(xiǎo)鼠性交行為增多,表明睡眠剝奪行間可引起小(xiǎo)鼠情緒狀态的轉變,這種狀态的改變可持續謝道24小(xiǎo)時到48小(xiǎo)時。通過不可逃避/可逃避足底電(d資技iàn)擊實驗建立習得性無助小(xiǎo紙器)鼠模型後,在經曆睡眠剝奪後可降低小(xiǎo)鼠逃脫失敗的次數,促進小(x子玩iǎo)鼠的糖水偏好行為,表現出對抑郁狀态的逆轉作用,這種逆轉作用可持筆民續72小(xiǎo)時左右。

光纖鈣成像系統記錄到急性睡眠剝奪後腹側被蓋區(VTA)腦區多就外巴胺能神經元活性增強。慢(màn)性抑制VTA腦區多巴胺能神經元活性後急性睡眠剝奪并不能增加小弟是(xiǎo)鼠探索行為、社交行為和攻擊行為,也并不能逆轉習得到姐性無助小(xiǎo)鼠的抑郁狀态。

圖1:急性睡眠剝奪引起情緒狀态變化依賴于多巴胺


2不同多巴胺輸入調控不同情緒狀态的轉變

伏隔核(NAc),内側前額皮質(mPFC),下(xià)丘腦(HA)吃街和背側紋狀體(tǐ)(dStr)接受多巴胺能神經元的輸入,其中(zhōn也樂g)腹側被蓋區(VTA)和黑質緻密部(S快遠Nc)是多巴胺能神經元的主要來源。光纖鈣成像技術記錄系統結合多巴胺熒光探針發現員身在急性睡眠剝奪後mPFC、NAc、HA腦區多巴胺水平升高,dS樹答tr區域無變化。在慢(màn)性抑制VTA腦區多巴胺能神經元活性後可抑制上計那述多巴胺水平的升高。

為進一(yī)步證實多巴胺能環路在急性睡眠剝奪誘發情但還緒狀态中(zhōng)的作用,研究人員(yuán)通過慢(mà算綠n)性激活VTA-NAc環路後可阻斷急性睡眠剝奪誘發醫資的過度活躍,抑制VTA-mPFC或抑制HA或SNc-dSt多藍r均不發揮阻斷作用。慢(màn)性抑制VTA-mPFC環錢媽路可阻斷急性睡眠剝奪誘發的攻擊行為,抑制其他多巴胺環路并不發揮這種阻斷作司機用。抑制HA腦區多巴胺神經元活性後可阻斷睡眠剝行做奪誘發的交配行為,抑制上述其他環路并不發謝唱揮這種作用。此外(wài),僅抑制VTA-mPFC環路可阻斷急性睡眠剝奪逆轉抑郁狀态的工線作用,表明VTA-mPFC環路調控抑郁狀态,其他多巴胺輸入調控躁狂狀态。

圖2:不同多巴胺輸入調控不同情緒狀态的轉變


3急性睡眠剝奪通過促進樹(shù)突棘形成發揮抗抑郁作離通用

mPFC腦區神經元可塑性增強是氯胺酮和裸蓋菇素照民等快速抗抑郁作用的重要機制。通過雙光子活體(tǐ)成像技術發現微地急性睡眠剝奪後可促進mPFC腦區神經元樹(shù)突棘的形成,就業敲除多巴胺1型受體(tǐ)可阻斷樹(shù)突棘的形成。在草一急性睡眠剝奪24小(xiǎo)時後光操縱新形成的樹(shù)突棘消失後月請可阻斷急性剝奪的抗抑郁作用,然而在剝奪睡眠半小(xiǎo)時後促進樹(sh門說ù)突棘消失并不會發揮上述阻斷作用。

圖3:急性睡眠剝奪通過促進樹(shù)突棘形成發揮湖分抗抑郁作用

 

總結

本文揭示了急性睡眠剝奪引起多巴胺依賴的情緒狀要用态轉變,不同多巴胺輸入調控不同的情緒狀态:VTA-mPF她文C環路調控抑郁情緒轉變,VTA-NAc環路調控躁狂狀态轉變。





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