迷走神经刺激通过BDNF-TrkB依赖性齿状回神经发生增强情境恐惧辨别

《Brain Communications》：Vagus nerve stimulation enhances context discrimination and dentate gyrus neurogenesis through Trk signaling

　　

摘要

海马齿状回的成年新生神经元支持对相似情境的不同表征编码，这是一种依赖齿状回的功能，构成了情境辨别的基础。该功能的障碍导致了创伤后应激障碍中观察到的恐惧泛化。迷走神经刺激正在作为创伤后应激障碍的治疗方法进行研究，并已显示出对海马可塑性（包括成年神经发生）的影响。这引发了一个问题：迷走神经刺激引起的齿状回神经发生和可塑性变化如何与情境辨别行为相关。在此，我们测试了迷走神经刺激是否能增强雄性 Sprague-Dawley 大鼠和雌性 Sprague-Dawley 大鼠的情境恐惧辨别，以及这些效应是否依赖于 BDNF-TrkB 信号传导。大鼠接受了三天的笼内迷走神经刺激，使用了此前已证明可增强记忆的参数。笼内迷走神经刺激增加了齿状回神经发生的标志物。与对照组相比，迷走神经刺激处理大鼠的齿状回中表达 Ki67 和 doublecortin 的细胞数量更多（分别为 p < 0.005）和（p < 0.05）。然而，与对照治疗相比，单独给予笼内迷走神经刺激并未改变情境辨别（p = 0.45）。同样，仅在条件化期间给予的迷走神经刺激没有行为效应（p = 0.64）。相比之下，将笼内刺激与条件化期间的迷走神经刺激相结合，显著增强了电击相关情境与相似情境之间的情境辨别（p < 0.001）。使用 K252a 对 TrkB 受体处的酪氨酸激酶活性进行药理学阻断，既阻止了行为增强，也阻止了与迷走神经刺激相关的神经发生标志物增加。接受迷走神经刺激和溶媒治疗的大鼠比接受迷走神经刺激和 TrkB 抑制剂 K252a 治疗的大鼠表现出更好的辨别能力（p < 0.001），并且 K252a 治疗显著减少了迷走神经刺激后表达 Ki67（p < 0.005）和 doublecortin（p < 0.05）的细胞数量。这些发现表明，迷走神经刺激与依赖于 BDNF-TrkB 信号传导的齿状回神经发生标志物增加和情境恐惧辨别增强有关。

图形摘要

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