GluD1受体调控终纹床核兴奋性传导的机制及其在情绪行为中的关键作用

【字体: 时间:2025年08月19日 来源:Psychopharmacology 3.3

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  本研究揭示了GluD1受体通过调控终纹床核(dlBNST)的紧张性兴奋传导和突触可塑性,影响神经元兴奋性的新机制。研究人员采用电生理技术结合基因敲除模型,发现NASPM敏感的GluD1介导的紧张性电流可调节突触传递效率,为理解焦虑、成瘾等情绪障碍的神经环路机制提供了新靶点。

  

在神经科学领域,谷氨酸能系统的可塑性一直是理解大脑学习与记忆机制的核心。然而,作为离子型谷氨酸受体(iGluRs)家族中"另类"成员的δ型谷氨酸受体(δGluRs),尤其是GluD1亚型,虽与多种精神疾病相关,其功能机制却长期笼罩在迷雾中。更令人困惑的是,这类被冠以"谷氨酸受体"之名的蛋白竟对谷氨酸无反应,其内源性配体至今仍是未解之谜。

美国北卡罗来纳大学教堂山分校的研究团队将目光投向了情绪调控的关键枢纽——终纹床核背外侧区(dlBNST)。这个位于前脑的核团如同情绪的"交通指挥中心",在压力反应和药物成瘾中扮演核心角色。研究人员发现,当使用经典CP-AMPARs阻断剂NASPM时,意外捕捉到神经元静息电流的异常变化,这一偶然发现揭开了GluD1在dlBNST中不为人知的紧张性兴奋传导功能。相关成果发表在《Psychopharmacology》上。

研究团队运用全细胞膜片钳技术,在C57BL/6J小鼠、GluD1基因敲除(KO)及其野生型(WT)对照中系统检测了dlBNST神经元电活动。关键技术包括:电压钳记录紧张性电流、电流钳测量神经元兴奋性、sEPSCs分析突触传递特性,以及通过基因敲除模型验证受体特异性。

NASPM降低野生型小鼠的紧张性和突触兴奋信号

电压钳记录显示,100μM NASPM引起野生型dlBNST神经元静息电流显著上移(20.03 pA,p=0.0001),同时使sEPSCs频率降低(p=0.0205)。计算发现兴奋性驱动整体减少(p=0.0048),提示GluD1可能通过紧张性电流持续调节突触效能。

GluD1敲除消除紧张性传导

基因敲除实验证实,NASPM引起的静息电流变化在WT小鼠中显著(p<0.0001),而在KO小鼠中消失。WT组基线电流与紧张性电流幅度显著相关(R2=0.3158),KO组则无此关联,确证GluD1是介导该紧张性电流的关键分子。

细胞兴奋性调控的基因依赖性

电流钳实验显示,NASPM使WT神经元静息电位超极化3.96 mV(p=0.0021),提高激活阈值(p=0.0438),而KO小鼠无此效应。值得注意的是,KO神经元本身放电能力就低于WT(F(1,15)=4.652,p=0.0477),暗示GluD1缺失导致基础兴奋性下调。

这项研究首次阐明GluD1在dlBNST中具有三重调控作用:维持紧张性兴奋传导、调节突触效能、设定神经元兴奋性基线。这一发现为理解BNST在情绪障碍中的角色提供了新视角——GluD1可能像"音量旋钮"般精细调控流过BNST的情绪信息强度。特别值得注意的是,GluD1与α1-AR、mGluR5等Gq偶联受体的已知互作,暗示其可能是多种神经调质系统的汇聚点。在转化医学层面,鉴于GluD1基因变异与酒精使用障碍(AUD)、抑郁症的高度关联,本研究为开发靶向δGluRs的新型精神疾病干预策略奠定了理论基础。

研究也揭示了NASPM的双重作用机制,提醒学界重新审视既往使用该药物得出的结论。未来研究需在完全阻断突触活动的条件下,进一步解析GluD1与AMPARs/NMDARs的交互机制,并探索其在应激和药物成瘾中的动态变化规律。

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