背内侧纹状体内的膜启动糖皮质激素信号调控消退抵抗性

《Brain Research》:Membrane-initiated glucocorticoid signaling in the dorsomedial striatum modulates resistance to extinction

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月27日 来源:Brain Research 3.2

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   摘要皮质酮 (CORT) 通过糖皮质激素受体信号传导调节厌恶记忆。尽管经典模型强调细胞内受体和转录机制,但糖皮质激素也可以通过膜相关信号传导产生快速、非基因组效应。背内侧纹状体 (DMS) 对于目标导向学习至关重要,但其对厌恶记忆消退的贡献仍不清楚。在此,我们调查了 DMS

  

摘要

皮质酮 (CORT) 通过糖皮质激素受体信号传导调节厌恶记忆。尽管经典模型强调细胞内受体和转录机制,但糖皮质激素也可以通过膜相关信号传导产生快速、非基因组效应。背内侧纹状体 (DMS) 对于目标导向学习至关重要,但其对厌恶记忆消退的贡献仍不清楚。在此,我们调查了 DMS 中的膜相关糖皮质激素信号传导是否作为学习强度的函数调节抑制性回避 (IA) 的巩固和消退。IA 训练后立即,大鼠接受双侧 DMS 内注射与牛血清白蛋白结合的皮质酮 (CORT–BSA),这是一种常用于激活膜相关糖皮质激素信号传导的膜不可透过配体。在剂量 - 反应实验中,训练后 DMS 内 CORT–BSA 增强了 IA 保持,在中等剂量下效力最大,符合倒 U 型功能。使用此有效剂量,我们随后检查了不同训练强度下的消退。CORT–BSA 在低强度训练 (0.5 mA) 后增加了消退抵抗,在中等训练 (1.0 mA) 后产生短暂效应,并在高强度训练 (3.0 mA) 后促进了消退。这些发现表明,DMS 中快速的膜相关糖皮质激素信号传导作为学习强度的函数调节厌恶记忆的持久性,扩展了目前关于纹状体参与消退的模型。

引言

糖皮质激素通过多种学习范式中的剂量和时间依赖性作用关键地调节记忆巩固。全身给予皮质酮 (CORT) 或合成糖皮质激素可以在训练时间附近给予时增强巩固,通常遵循倒 U 型剂量 - 反应关系,其中中等水平促进记忆,而低和高水平无效或具有破坏性 (Flood et al., 1978, Roozendaal and McGaugh, 1996, Okuda et al., 2004, de Quervain et al., 2009)。脑内 CORT 灌注后已报道了类似的促进作用,包括杏仁核、前额叶和脑岛皮层以及背侧纹状体,包括背内侧纹状体 (DMS) (Conrad et al., 2004, Medina et al., 2007, Miranda et al., 2008, Quirarte et al., 2009, Barsegyan et al., 2010, Fornari et al., 2012, Lozano et al., 2013)。相反,阻断糖皮质激素信号传导会损害空间学习和厌恶学习 (Oitzl and de Kloet, 1992, Cordero et al., 2002, Yang et al., 2006)。
传统上,CORT 的作用归因于糖皮质激素受体 (GRs) 的激活,它们调节转录和下游基因组过程 (Jo?ls & de Kloet, 1994)。然而,许多糖皮质激素效应出现得太快,无法依赖于转录,暗示了膜启动的、非基因组信号传导 (Sandi et al., 1996, Sandi et al., 1997, Makara and Haller, 2001, Groeneweg et al., 2011)。支持这一观点的是,膜不可透过结合物 CORT–BSA 重现了行为效应,并在灌注到多个脑区时增强记忆,包括脑岛皮层、内侧前额叶皮层、杏仁核和背侧纹状体 (Chauveau et al., 2010, Roozendaal et al., 2010, Barsegyan et al., 2010, Siller-Pérez et al., 2019)。尽管介导这些效应的膜受体尚未被明确鉴定,但 CORT–BSA 无法穿过质膜的能力强烈暗示其作用是在细胞表面启动的。
糖皮质激素也有助于消退学习。药理学激活糖皮质激素信号传导可以促进消退,而抑制 CORT 合成会破坏这一过程 (Yang et al., 2006, Blundell et al., 2011, de Quervain et al., 2019)。在纹状体内,消退一直与背外侧纹状体 (DLS) 相关联,特别是在强调刺激 - 反应控制的任务中 (Rueda-Orozco et al., 2008, Goodman et al., 2017a, Goodman et al., 2016, Goodman et al., 2017b, Fuentes-Iba?ez et al., 2021)。相比之下,DMS 的贡献——一个经典地涉及目标导向行动、结果表征和行为适应的区域——仍不太清楚 (Devan et al., 1999, Yin and Knowlton, 2004, Yin and Knowlton, 2006, 2009; Devan et al., 2011, Goodman, 2020, Martínez-Degollado et al., 2024)。
厌恶学习强度是记忆持久性的关键决定因素。大量证据表明,破坏巩固的操作在密集训练后失去有效性 (Prado-Alcalá et al., 1994, Prado-Alcalá et al., 2012, Medina et al., 2019, Martínez-Degollado et al., 2024, Tezanos and Trejo, 2025)。与此一致的是,密集的单一试验抑制性回避 (IA) 训练产生高度持久、耐消退的记忆 (Garín-Aguilar et al., 2012, Bello-Medina et al., 2016, González-Franco et al., 2017),尽管导致这种高度持久性的神经生物学机制仍不清楚。
IA 特别适用于探测强度依赖性效应,因为它在单次试验中获得,并涉及情境 - 空间成分和程序性成分 (Medina et al., 2007),可能招募互补的纹状体贡献。在此,我们测试了 DMS 中的膜相关糖皮质激素信号传导是否作为学习强度的函数调节 IA 消退。我们首先确定了增强 IA 巩固的有效 DMS 内 CORT–BSA 剂量,然后检查了该剂量如何改变不同训练强度下的消退。我们假设 DMS 中膜相关糖皮质激素信号传导的激活将在较弱训练后增强巩固,并以依赖于学习强度的方式调节随后的消退,可能影响厌恶记忆的持久性。

章节片段

受试者

所有程序均按照《实验动物护理和使用指南》(美国国立卫生研究院,2011) 进行,并获得了墨西哥国立自治大学神经生物学研究所动物伦理委员会的批准 (协议号 098.A)。尽一切努力最大限度地减少动物痛苦并减少使用的动物数量。
naive 成年雄性 Wistar 大鼠 (250–350 g) 取自墨西哥国立自治大学神经生物学研究所的育种群,

组织学

通过组织学验证导管和注射器放置位置。排除注射器尖端在 DMS 之外的动物。总共 121 只大鼠被分配到 12 组 (11 组每组 10 只大鼠,1 组 11 只大鼠)。经过组织学验证后,排除了 9 只导管放置在目标区域之外的动物,最终每组数量为 8 (2 组)、9 (5 组)、10 (4 组) 和 11 (1 组)。分析中包括的 112 只动物的重构位置显示在

讨论

本研究表明,DMS 内的膜相关糖皮质激素信号传导足以以依赖于训练强度的方式调节 IA 巩固和随后的消退。使用膜不可透过结合物 CORT–BSA,我们观察到 (1) IA 保持的剂量依赖性促进,在中等剂量下效力最大,以及 (2) 消退的双向调节。具体而言,相同的训练后操作增加了抵抗

结论

总之,这些发现表明,背内侧纹状体中膜相关糖皮质激素信号传导以依赖于学习强度的方式调节厌恶记忆的持久性和消退。相同的训练后 CORT–BSA 处理在较弱学习后增加了消退抵抗,但在密集学习后促进了消退,这表明 DMS 中膜启动的糖皮质激素信号传导动态影响厌恶记忆的持久性,作为

CRediT 作者贡献声明

Martha Martínez-Degollado: 写作 – 原稿,监督,方法论,调查,数据整理,概念化。 Andrea C. Medina: 写作 – 审查 & 编辑,可视化,验证,资源,调查,形式分析,数据整理。 Paola C. Bello-Medina: 写作 – 审查 & 编辑,可视化,验证,调查,形式分析,数据整理。 Roberto A. Prado-Alcalá: 写作 – 审查 & 编辑,写作 – 原稿,可视化,验证,

资助

这项工作由墨西哥国立自治大学学术人员事务总局 (IN215525) 和墨西哥国家人文、科学与技术委员会 (CBF-2025-I-1799) 支持。Martha Martínez-Degollado 是墨西哥国立自治大学生物医学博士项目 的博士生,并获得了墨西哥国家人文、科学与技术委员会 的奖学金 (编号 473131)。

竞争利益声明

作者声明他们没有任何已知的竞争经济利益或个人关系,可能会影响本论文报告的工作。

致谢

作者感谢 N. Serafín, B. Osorio, M. A. Carbajo, M. García, A. Castilla, M.E. Ramos, M. E. Rosas, M. Mendoza, O. González, R. Martínez 和 L. González 提供的技术和行政协助。

稿件准备过程中生成式 AI 及 AI 辅助技术的声明

在准备本工作期间,作者使用了 ChatGPT (OpenAI; 生成式预训练 Transformer 架构),以提高稿件文本的清晰度、语法和可读性。该工具未用于生成科学内容、分析数据或得出结论。之后

词汇表

CORT
皮质酮
CORT–BSA
与牛血清白蛋白结合的皮质酮
DLS
背外侧纹状体
DMS
背内侧纹状体
IA
抑制性回避
E1 – E7
七个每日消退试验
VEH
溶剂
Martha Martínez-Degollado|Andrea C. Medina|Paola C. Bello-Medina|Roberto A. Prado-Alcalá
行为与认知神经生物学系,神经生物学研究所,墨西哥国立自治大学,墨西哥 Querétaro 76230
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