慢性肠道炎症增强内在与条件化位置厌恶:伏隔核IL-1b与前扣带皮层Nrf2的区域特异性转录反应

《Brain, Behavior, & Immunity - Health》:Chronic gut inflammation potentiates place aversion in intrinsic and conditioned contexts

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月09日 来源:Brain, Behavior, & Immunity - Health 3.8

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  慢性肠道炎症增强内在和条件化情境中的位置厌恶 • 肠道炎症不损害情境性位置厌恶(place aversion) • 肠道炎症延长对先前与轻度足底电击(foot-shock)配对情境的厌恶 • 肠道炎症小鼠在旷场(open field)中央停留时间减少 • 肠道

  
慢性肠道炎症增强内在和条件化情境中的位置厌恶
• 肠道炎症不损害情境性位置厌恶(place aversion)
• 肠道炎症延长对先前与轻度足底电击(foot-shock)配对情境的厌恶
• 肠道炎症小鼠在旷场(open field)中央停留时间减少
• 肠道炎症与伏隔核(nucleus accumbens, NAc)中IL-1b增加相关
• 肠道炎症与前扣带皮层(anterior cingulate cortex, ACC)中Nrf2增加相关
论文主体解读

研究背景:身体炎症可产生疾病行为(sickness behaviours),但既往研究多集中于短期炎症,对慢性炎症所致行为改变了解较少。人类炎症性肠病(inflammatory bowel diseases, IBD)患者焦虑和抑郁发生率约为一般人群1.5倍,活动期最高,缓解期亦升高;临床证据提示慢性神经炎症参与IBD相关焦虑、抑郁和认知障碍。动物研究中较少评估慢性炎症如何影响脑与行为。研究人员提出,损伤或疾病增加生存威胁时,脑会改变觅食策略,增加回避潜在威胁情境,包括内在回避的旷场(open field)和与厌恶刺激关联获得的情境回避。此前Matisz et al. 表明,慢性而非急性肠道炎症可导致小鼠情境恐惧泛化。因此,本研究检测肠道炎症是否增强位置回避(place aversion)。

关键技术方法:研究使用21只8周龄雄性C57Bl/6小鼠,来源Jackson Laboratories, Bar Harbor, ME, USA。12只接受三个周期葡聚糖硫酸钠(dextran sodium sulfate, DSS)饮水,浓度3.0%、2.75%、2.75% wt/v,每周期5天,周期间分别恢复9天和15天;9只对照饮普通水。监测体重、粪便脂质运载蛋白-2(lipocalin-2, LCN2)和疾病活动。行为学包括情境恐惧训练、条件化位置回避(conditioned place avoidance, CPA)和旷场试验(open field test, OFT)。第52天处死,取伏隔核(nucleus accumbens, NAc)和前扣带皮层(anterior cingulate cortex, ACC),用RT-PCR和qPCR检测Nrf2、Mt-Co1、Il1b、Gpx1,以Hprt为内参,2-ΔΔCt法计算;粪便LCN2用ELISA;统计用GraphPad Prism 10.0.1。

主要研究结果:
3.1 循环DSS暴露产生肠道炎症和疾病体征。DSS小鼠体重显著低于对照,粪便LCN2升高,结肠缩短,结肠和脾脏与体重比升高,符合显著肠道炎症。
3.2 DSS结肠炎小鼠对足底电击关联情境表现延长厌恶。近期和远期测试中,两组均少在电击配对情境停留;但对照在远期增加配对情境停留时间,DSS小鼠未增加。对照在非配对情境冻结减少,DSS未减少。提示DSS小鼠未消退厌恶,而非获得或辨别缺陷。
3.3 DSS处理小鼠在两个条件化情境中运动减少。近期DSS小鼠在非配对情境移动多于配对情境,对照无差异;远期两组在非配对移动更多,但对照在配对和非配对均移动多于DSS。OFT次日两组总距离相似。
3.4 DSS处理小鼠回避旷场中央,经典焦虑内表型。DSS小鼠中央时间减少,总距离与对照相似。DSS小鼠粪便LCN2与中央时间负相关,对照无此关系。
3.5 DSS处理与mPFC和腹侧纹状体基因转录变化相关。DSS在ACC升高Nrf2,在NAc升高Il1b;Mt-Co1和Gpx1未受影响。对照NAc中Nrf2、Mt-Co1、Gpx1高于ACC,Il1b低于ACC。

讨论与结论:作者认为,慢性肠道炎症增强内在和条件化情境回避,且与周围炎症严重度相关。该回避不能用总体运动缺陷解释,因为OFT运动相似;作者将其解释为威胁评估改变。DSS小鼠仍能获得并区分厌恶情境,但未随时间更新,提示恐惧消退受损而非学习获得受损。转录数据表明外周炎症对脑作用不均一:NAc以Il1b升高为主,ACC以Nrf2升高为主;作者暂将Nrf2升高解释为代偿性氧化还原反应,但未测蛋白、氧化应激产物或线粒体功能。局限包括相关性设计、未测循环炎症标志、全组织转录、无细胞分离、仅雄性、无急性DSS组。研究结论翻译:总之,本研究数据提示,慢性肠道炎症降低位置回避的消退并增强内在回避,这些效应不能由运动输出变化解释。此外,DSS结肠炎引起边缘脑结构间异质性基因转录变化。结果与以下可能性一致:慢性外周炎症伴随脑内区域特异性转录变化,并与回避行为增加共现,强调理解外周炎症导致IBD患者焦虑和情绪障碍的生物学过程的重要性。
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