雌激素调节应激诱导的迷走神经依赖性催产素胃反应

《The Journal of Physiology》：Oestrogen modulates stress-induced vagally-dependent gastric responses to oxytocin

　　

脑-肠轴是胃肠调节的核心，而脑-肠互动障碍（disorders of gut–brain interaction, DGBI）在女性中更为常见且往往更严重。本研究旨在检验脑-肠神经环路受应激和卵巢激素水平影响的假说。在Sprague–Dawley雌性大鼠中，当雌激素水平较高时胃排空较慢，但应激无进一步影响。全细胞记录显示，与雄性大鼠既往报告不同，抗应激肽催产素（oxytocin, OXT）在非应激条件下抑制了向迷走神经背运动核（dorsal motor nucleus of the vagus, DMV）神经元的GABA能传递，且与雌激素水平无关。应用促应激神经肽促肾上腺皮质激素释放因子（corticotrophin-releasing factor, CRF）的拮抗剂astressin后显示，OXT的部分突触前效应依赖于雌性迷走神经环路中持续的CRF₁受体活性。在体记录显示，DMV微量注射OXT通过涉及血管活性肠肽（vasoactive intestinal peptide, VIP）和一氧化氮（nitric oxide, NO）释放至肌间神经元的迷走传出通路降低胃张力和运动力，且根据动情周期阶段和应激史招募不同的传出通路。这些发现表明，动情周期阶段和应激不影响OXT对DMV神经元抑制性输入的调节，但确实决定外周效应器的招募。中枢突触调节与外周实施之间的不协调为女性胃运动功能的特异变异性和对应激相关胃肠功能障碍的易感性提供了机制框架。

该研究发表于《The Journal of Physiology》。研究背景：脑-肠轴在胃肠调节中起核心作用，脑-肠互动障碍（DGBI）在女性中更常见且更严重。迷走神经是胃主要的外源性副交感神经支配，其背运动核（DMV）神经元的活动受孤束核GABA能抑制性输入强烈调控。催产素（OXT）作为抗应激神经肽，在雄性大鼠中仅在应激或CRF受体激活后才抑制GABA能传递至DMV神经元。然而，卵巢激素（尤其是雌激素）和应激如何影响雌性迷走神经脑干环路尚不清楚。研究人员旨在检验脑-肠神经环路受应激和卵巢激素水平影响的假说。

方法概览：研究使用Sprague–Dawley雌性大鼠（N=135），按动情周期分为高雌激素（HE）和低雌激素（LE）组，并制备去卵巢（OVX）及OVX+HE/OVX+LE模型；采用慢性同型应激（CHo）和慢性异型应激（CHe）模型；运用全细胞膜片钳记录DMV神经元微小抑制性突触后电流（mIPSC），在体记录胃张力与运动力，¹³C辛酸呼气试验检测胃排空，以及神经示踪和免疫组化等技术。样本均来自上述大鼠分组。

主要结果：
1. 雌性DMV神经元mIPSC特性：各组基线mIPSC频率和幅度无显著差异。
2. OXT独立于雌激素水平调节抑制性GABA能传递：OXT在各组（HE、LE、OVX、OVX+HE、OVX+LE）均显著降低mIPSC频率而不影响幅度，表明OXT在雌性中基础状态下即抑制GABA能传递，且与雌激素水平无关。
3. OXT独立于应激状态调节抑制性传递：在CHo或CHe后，HE和LE大鼠DMV神经元对OXT的响应比例和幅度基本相同，说明应激不改变OXT的突触前抑制作用，这与雄性大鼠不同。
4. Astressin对GABA能传递的调节不依赖动情周期雌激素波动：CRF₁受体拮抗剂astressin本身可降低mIPSC频率，表明雌性大鼠CRF₁受体在基础状态下即紧张性激活；在多数实验组中astressin不阻断OXT效应，但在OVX+HE和OVX+LE组中astressin减弱了OXT的作用，提示雌激素暴露状态影响CRF与OXT信号的相互作用。
5. OXT诱导迷走依赖性胃张力与运动力下降，且因应激状态而异：DMV微量注射OXT降低胃体/胃窦张力和运动力。在HE未应激大鼠中，该胃抑制作用由VIP介导而非NO；CHo后转为NO介导；CHe后NO和VIP均参与。在LE未应激及CHo后由NO介导，CHe后改由VIP介导。胆碱能激动剂氨甲酰胆碱不影响OXT效应，表明涉及非肾上腺素能非胆碱能（non-adrenergic non-cholinergic, NANC）传出通路。
6. 雌激素延迟胃排空：HE大鼠胃排空半排空时间显著长于LE和OVX大鼠，但急性应激、CHo或CHe不改变胃排空，提示雌性胃迷走环路似乎已处于“应激样”状态。
7. 应激增加粪便粒数：急性应激增加雌性大鼠粪便粒数；CHo后粪便粒数下降（适应），CHe后无适应，与动情周期无关。
8. 血清雌二醇测量：OVX+HE与HE、OVX+LE与LE的雌二醇水平相近，说明激素处理有效。
9. 雌激素水平不改变PVN-OXT神经元数量或DVC中OXT纤维密度：免疫组化和体视学显示HE、LE、OVX三组PVN中OXT神经元总数及DMV/NTS中OXT纤维密度相似，但HE与OVX之间OXT/CTB双标神经元数量有差异，提示环路结构稳定而OXT表达水平有轻微雌激素依赖性变化。

讨论与结论：研究表明，雌性大鼠迷走脑-肠环路内在配置为应激反应表型，OXT对DMV抑制性输入的调节独立于雌激素和应激，而外周效应器通路的招募依赖动情周期阶段和应激史。CRF₁受体的紧张性激活和性连锁遗传因素可能参与其中。该发现为女性DGBI易感性及应激相关胃肠功能障碍的性别差异提供了机制框架，提示中枢突触调节与外周实施的分离是女性胃运动功能变异的基础。