《Journal of Neural Transmission》：Impact of serotonin transporter deficiency on parvalbumin- and neuropeptide Y-producing neurons of the lateral and basolateral amygdalar nuclei
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摘要：外侧（La）和基底外侧（BL）杏仁核（BLA）的过度兴奋是人类焦虑相关障碍的标志。BLA投射神经元（PN）的兴奋由抑制性中间神经元（IN）精细调节，而BLA的单胺能传入纤维调节PN和IN的活动。在本研究中，研究人员分析了野生型（WT）和5-羟色胺（5-H
摘要：外侧（La）和基底外侧（BL）杏仁核（BLA）的过度兴奋是人类焦虑相关障碍的标志。BLA投射神经元（PN）的兴奋由抑制性中间神经元（IN）精细调节，而BLA的单胺能传入纤维调节PN和IN的活动。在本研究中，研究人员分析了野生型（WT）和5-羟色胺（5-HT）转运体基因敲除（5-HTT KO）小鼠（一种焦虑和应激相关障碍的小鼠模型）中，BLA中表达小清蛋白（PV）或神经肽Y（NPY）的免疫反应阳性（ir）神经元及其与血清素能和儿茶酚胺能传入纤维的相互关系。在两种基因型中，PV-ir和NPY-ir神经元均具有血清素能和酪氨酸羟化酶（TH）-ir传入纤维的胞体周围接触。双重免疫标记显示PV和NPY无共定位。对WT和5-HTT KO小鼠中NPY/生长抑素（SOM）双重标记的定性分析表明，肽类在具有梭形胞体的神经元中呈共定位，而NPY单标记则在具有圆形胞体的神经元中为主。PV-ir和NPY-ir神经元的定量分析显示，5-HTT KO小鼠BLA中NPY-ir神经元的数量和密度减少，而PV-ir神经元的数量和密度无变化。定量PCR显示，5-HTT KO小鼠BLA中Npy受体2、Som受体4和促肾上腺皮质激素释放因子受体1的表达增加。肽类的mRNA无变化，表明可能是NPY前体肽的翻译在5-HTT KO小鼠中减少。综上所述，结果记录了终生5-羟色胺失衡对BLA NPY系统的影响，这可能有助于5-HTT KO小鼠焦虑样行为的增加。
论文解读文章
**研究背景**
杏仁核复合体在情绪处理，尤其是焦虑和恐惧刺激的加工中起核心作用。杏仁核基底外侧核复合体（BNC）包括外侧核（La）、基底外侧核（BL）和基底内侧核，其主要神经元（PN）的过度兴奋或过度激活被认为是杏仁核过度活跃的关键特征，而焦虑相关障碍患者常表现出杏仁核活性增强。BNC中约15-25%的神经元为抑制性中间神经元（IN），它们通过释放γ-氨基丁酸（GABA）精细调控PN的活动。此外，来自中缝核的血清素（5-HT）能传入和来自腹侧被盖区（VTA）的多巴胺（DA）能传入对BNC的信息处理起到调节作用。5-HT系统的功能异常与应激相关障碍密切相关，例如人类5-HT转运体（5-HTT，SLC6A4）基因转录调控区的功能多态性（短等位基因携带者5-HTT表达降低）与早期逆境相互作用，增加情感失调风险。5-HTT基因敲除（KO）小鼠作为焦虑和应激相关障碍的模型，表现出更高的焦虑样行为、应激反应增强以及基底外侧杏仁核（BLA）基础活性升高，其PN树突棘密度增加，提示兴奋/抑制平衡失调。在抑制性中间神经元中，小清蛋白（PV）阳性中间神经元（PV-IN）通过篮状和轴突-轴突细胞形式对PN胞体和轴突起始段提供强效抑制，而神经肽Y（NPY）阳性神经元包括与生长抑素（SOM）共表达的树突靶向IN和投射神经元，以及不表达SOM的神经胶质样细胞（NGFC），它们通过释放GABA和NPY调节PN的树突可塑性。目前存在的问题是，5-HT失衡如何影响BLA中PV和NPY阳性神经元的形态、分布和密度，以及这些变化是否与单胺能传入的相互作用有关，从而为焦虑样行为提供神经基础。
**研究目的**
本研究旨在通过分析野生型（WT）和5-HTT KO小鼠BLA中PV和NPY免疫反应阳性（ir）神经元的形态、分布和密度，以及它们与血清素能和酪氨酸羟化酶（TH）阳性（主要标记多巴胺能）传入的胞体周围接触，同时检测相关基因表达，探讨5-HT缺乏对BLA抑制性回路的影响。
**主要关键技术与方法**
研究人员使用成年雄性C57BL/6J背景的WT和5-HTT KO小鼠（>10周龄）。主要技术包括：免疫酶和免疫荧光单/双标记（使用抗PV、抗NPY、抗5-HTT、抗5-HT、抗TH和抗SOM抗体），结合光学显微镜观察和定量分析PV-ir和NPY-ir神经元的数量和密度（在9只WT和8只5-HTT KO小鼠的6个冠状切片中，通过Stereo Investigator软件盲法计数）；对5-HTT和TH-ir纤维与PV或NPY-ir胞体的接触进行定量评估（每个类别至少3只动物，≥4个神经元）；激光捕获显微切割（LMD）提取BLA组织（来自10只WT和8只5-HTT KO小鼠），进行RNA提取和定量实时PCR（qPCR）检测Npy、Som、Crf及受体（Npyr1、Npyr2、Sstr2、Sstr4、Crfr1、Crfr2）以及5-HT受体（5Htr1a、5Htr2a、5Htr2c）的mRNA表达水平。所有程序符合欧洲议会和理事会指令及下弗兰肯政府指南。
**研究结果**
**1. 分布与形态**：在WT和5-HTT KO小鼠中，PV-ir神经元在BLp密度最高，BLa次之，La最低，分为三种形态类型（小/大多极、梭形）。NPY-ir神经元较少且分布均匀，分为梭形（多为SOM/NPY共表达）和圆形（多为单NPY标记，可能为NGFC）两类，PV/NPY无共定位，而SOM/NPY共定位在梭形神经元中常见。
**2. 单胺能传入接触**：在两种基因型中，5-HTT（WT）和5-HT（KO）纤维以及TH-ir纤维均与PV-ir和NPY-ir胞体形成胞体周围接触。定量分析显示，WT中5-HTT-ir接触在BL多于La（PV: p≤0.001; NPY: p≤0.001），TH-ir接触在BL显著多于La（PV WT: 28% of BL, KO: 27% of BL; NPY WT: 18% of BL, KO: 16% of BL）。5-HTT KO中，圆型NPY-ir神经元在BL的TH-ir接触少于梭形（p=0.012）且少于WT（p=0.03）。
**3. PV和NPY神经元数量与密度**：PV-ir神经元数量与密度在WT和KO间无显著差异，但BL密度高于La，BLp密度高于BLa，且中间区域密度最高。NPY-ir神经元数量和密度在5-HTT KO中显著低于WT（BLA: 数量p<0.001, 密度p<0.001），且下降在BL和La中均显著（BL KO vs WT: p<0.001; La KO vs WT: p=0.001）。圆型和梭形NPY-ir神经元数量均减少（p<0.001），密度均降低（p<0.001）。沿头尾轴，NPY密度在头侧最高，向尾侧递减，且KO中BLA和BL密度显著降低（BLA: p<0.001; BL: p<0.001），La差异不显著。
**4. 基因表达**：qPCR显示，5-HTT KO小鼠BLA中Npyr2、Sstr4和Crfr1的mRNA表达显著升高，而Npy、Som、Crf及5-Htr1a、5-Htr2a、5-Htr2c的mRNA无变化，表明NPY翻译减少而非转录减少。
**研究结论**
结果表明，5-HTT KO小鼠中终生5-HT失衡导致BLA中NPY阳性NPN的数量和密度减少，而PV阳性NPN未受影响。NPY系统（尤其是NPY神经元减少）和受体表达变化（Npyr2、Sstr4、Crfr1上调）可能共同导致BLA抑制性调控失调，进而贡献于焦虑样行为。结论原文：“Our findings show that the disrupted 5-HT homeostasis in 5-HTT KO mice leads to alterations of inhibitory networks involving NPY-NPNs in the BLA. Disturbances in the complex interplay of inhibition and disinhibition/excitation may be the result. Alterations in the network formed by NPY-ir neurons are clearly of particular physiological and clinical relevance. Similar changes in individuals who are carriers of the S-allele of the 5-HTT gene with a resulting lower functional expression of 5-HTT could be contributing to the increased activity and responsiveness of the amygdala and, ultimately, to the altered processing of and response to emotional stimuli in these individuals.”
