生长抑素信号在大脑中的作用

生长抑素是一种由大脑中许多抑制性神经元产生的信号分子，它在很大程度上抑制了前额叶皮层中多种细胞类型之间的交流，并促进了小鼠的探索和冒险行为。

　　

宾夕法尼亚州立大学领导的一个研究小组称，生长抑素是一种由大脑中许多抑制性神经元产生的信号分子，它广泛抑制前额叶皮层中多种细胞类型之间的交流，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，描述了前额叶皮层中生长抑素的信号传导机制，前额叶皮层是大脑的一个区域，被认为对计划、记忆、决策和社会行为等执行功能至关重要。

据研究人员称，这项研究是破译生长抑素在人脑中的功能以及它的信号如何在几种神经精神疾病中出错的早期步骤。

“生长抑素与许多不同的神经精神疾病密切相关，”尼基·克劳利(Nikki Crowley)说，他是神经生物学和神经工程学哈克早期职业主席，宾夕法尼亚州立大学埃伯利科学学院和工程学院生物医学工程的生物学助理教授，也是研究小组的负责人。“在临床上，它与抑郁症、精神分裂症、双相情感障碍、认知能力下降以及饮酒等疾病有关，也与恐惧学习和回避行为等一般过程有关，但我们真的不知道为什么。”因此，我们开始研究它在小鼠前额皮质中的功能，最终目标是找到治疗它的方法，以改善人类健康。”

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，它就会与其他神经元上表达的受体分子结合，并可能与大脑中其他细胞类型的受体分子结合，从而在细胞中引发一系列分子变化。神经肽信号是经典神经递质信号的补充，如GABA，它通常在生长抑素神经元中共同表达，以及其他如多巴胺和血清素。这两种类型的信号分子使用不同的途径在细胞之间进行通信，并通过不同的刺激情景释放。

“神经肽的活性很难测量，”克劳利说。“大脑中的信号在很大程度上依赖于电子通信。这就是当我们谈论神经元的“放电”时所发生的事情。神经递质通常通过受体的组合起作用，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多年了——但是神经肽信号并不直接产生电信号。直到最近几年，我们才有了真正好的工具，让我们能够测量神经肽的活性，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。他们直接使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。在这两种情况下，研究人员都看到锥体神经元的活动受到抑制。

克劳利说:“生长抑素的作用就像汽车的刹车，减缓大脑特定区域神经回路的活动。”“然后我们想知道这是否会对行为产生影响。”

研究人员首先在小鼠的两次探索性行为测试中测试了生长抑素释放神经元是否被激活。在一项测试中，老鼠被放置在一个高架迷宫中，在那里它们可以选择探索更危险的、没有侧壁的敞开的迷宫手臂，或者坚持在有墙壁的更安全的手臂上。在第二个“开放区域”测试中，老鼠可以探索开放区域的中心——模拟老鼠自然地暴露在危险中——或者呆在相对安全的边缘。

克劳利说:“我们发现，生长抑素神经元在进入迷宫张开的双臂或开放区域的中心之前，以及在探索这些‘危险’区域时，最为活跃。”“这表明这些神经元参与了冒险的决定。”

接下来，研究人员人为地增加或减少老鼠大脑中的生长抑素信号，并测量它们在这些迷宫中的行为。克劳利指出，有趣的是，当生长抑素活性增加时，雄性小鼠表现出更多的探索和冒险行为，而雌性小鼠则没有。当信号减少时，行为没有明显变化。

克劳利说:“在人为增加生长抑素信号后，男性和女性在探索行为上的差异是令人着迷的，我们计划在进一步的研究中进行探索。”“多肽可以与许多东西相互作用，包括潜在的其他激素，我们现在正在研究这个问题。”

根据他们的实验，研究人员认为，生长抑素对前额叶皮层中的回路进行微调，以促进某些行为——特别是冒险、探索和决策——而不是其他行为。

克劳利说:“我们知道，大脑的这个区域也驱动着人类的高级行为和决策，而且生长抑素与几种人类神经精神疾病有

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Somatostatin peptide signaling dampens cortical circuits and promotes exploratory behavior