《CNS Neuroscience & Therapeutics》：Anterior Cingulate Cortex Astrocytes Regulate Chronic Itch and Comorbid Negative Emotional Disorders in Mice
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目的：前扣带皮层（ACC）被广泛认为是调节瘙痒及瘙痒相关行为的关键脑区。尽管神经元机制日益明确，但ACC星形胶质细胞的作用仍知之甚少。
方法：通过采用二苯基环丙烯酮（DCP）诱导的慢性瘙痒小鼠模型，研究人员通过行为学测试评估了搔抓行为和负性情绪。通过免疫荧
目的：前扣带皮层（ACC）被广泛认为是调节瘙痒及瘙痒相关行为的关键脑区。尽管神经元机制日益明确，但ACC星形胶质细胞的作用仍知之甚少。
方法：通过采用二苯基环丙烯酮（DCP）诱导的慢性瘙痒小鼠模型，研究人员通过行为学测试评估了搔抓行为和负性情绪。通过免疫荧光染色和sholl分析检测星形胶质细胞形态。使用光纤光度记录法记录ACC星形胶质细胞和钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II（CaMKII）阳性神经元的钙信号。应用化学遗传学操作调节星形胶质细胞活性。实施胶质递质定量检测以检测ACC中胶质递质的释放。
结果：DCP诱导了强烈的搔抓反应以及伴随的焦虑和抑郁样行为。ACC星形胶质细胞表现出形态学激活和钙反应增强。化学遗传学激活ACC星形胶质细胞减轻了DCP诱导的搔抓行为和负性情绪，并增强了局部CaMKII阳性神经元的钙活性。相反，化学遗传学抑制ACC星形胶质细胞则降低了此类神经元钙活性。在DCP诱导的慢性瘙痒中，D-丝氨酸和三磷酸腺苷（ATP）水平降低，而化学遗传学激活星形胶质细胞显著升高了它们的水平。
结论：ACC星形胶质细胞通过调节CaMKII阳性神经元活性在调控慢性瘙痒及共病焦虑-抑郁中发挥关键作用，为临床上顽固性慢性瘙痒提供了潜在的治疗靶点。
慢性瘙痒是临床上常见且难以根治的症状，常与焦虑、抑郁等负性情绪共病，严重影响患者生活质量。尽管外周致痒介质和脊髓神经环路的研究不断深入，但大脑皮层如何处理瘙痒信号及其情绪共病的机制仍不清楚。前扣带皮层（ACC）是编码感觉刺激情感-动机维度的核心边缘区，既往研究多聚焦于ACC神经元的作用，而ACC星形胶质细胞在慢性瘙痒中的角色几乎未知。基于此，研究人员采用二苯基环丙烯酮（DCP）诱导的慢性瘙痒小鼠模型，系统探讨了ACC星形胶质细胞在慢性瘙痒及共病负性情绪中的功能与机制。
该研究发现，DCP诱导的慢性瘙痒能够引起ACC星形胶质细胞的形态与功能激活，化学遗传学激活这些星形胶质细胞可显著缓解瘙痒和负性情绪，并增强局部CaMKII阳性神经元活动。机制上，DCP降低了ACC中D-丝氨酸和ATP水平，而激活星形胶质细胞可恢复这两种胶质递质的含量。该研究首次揭示了皮层星形胶质细胞-神经元相互作用在瘙痒及情绪共病中的关键作用，为慢性瘙痒的靶向干预提供了新方向。
实验所用成年雄性C57BL/6J小鼠来自第四军医大学实验动物中心，Aldh1l1-CreERT2转基因小鼠购自Jackson Laboratory。主要关键技术方法包括：DCP诱导的慢性瘙痒模型建立；行为学测试（旷场实验OFT、高架十字迷宫EPM、悬尾实验TST、强迫游泳实验FST、糖水偏好实验SPT、新奇抑制进食实验NSFT）；免疫荧光染色与Sholl分析；光纤光度记录钙信号；化学遗传学（hM3Dq/hM4Di）双向调节星形胶质细胞活性；胶质递质定量检测试剂盒。
研究结果如下：
1. DCP诱导小鼠搔抓行为增加及共病焦虑-抑郁样行为。DCP处理后小鼠出现明显皮肤损伤及搔抓次数增多；在OFT和EPM中表现出焦虑样行为，在TST、FST、SPT和NSFT中表现出抑郁样行为，而运动总距离无显著变化，证明慢性瘙痒模型构建成功且伴有负性情绪。
2. 慢性瘙痒处理过程中ACC星形胶质细胞反应。免疫荧光显示DCP组GFAP荧光强度增强但星形胶质细胞数量未变；三维重建和Sholl分析显示细胞表面积、总突长度、分支数和交叉点密度增加。光纤记录显示搔抓期间星形胶质细胞钙信号曲线下面积（AUC）增大；离体脑片成像发现ATP诱发的钙反应在胞体和主分支中增强，而末端分支无变化，提示星形胶质细胞呈亚区域特异性激活。
3. 化学遗传学激活ACC星形胶质细胞减轻慢性瘙痒及共病情绪障碍。在Aldh1l1-CreERT2小鼠中表达hM3Dq激活星形胶质细胞后，DCP诱导的搔抓次数显著减少，OFT中心区时间与EPM开放臂时间增加，TST和FST不动时间减少，SPT糖水偏好增加，NSFT进食潜伏期缩短；而化学遗传学抑制星形胶质细胞（hM4Di）对上述行为无显著影响。
4. ACC星形胶质细胞正向调节CaMKII阳性神经元活性。DCP组ACC中FOS阳性神经元数量增多，光纤记录显示CaMKII阳性神经元在搔抓时钙活动增强。结合化学遗传学与光纤记录发现，激活星形胶质细胞后CaMKII阳性神经元钙信号增强，抑制星形胶质细胞则使其减弱，表明星形胶质细胞对局部兴奋性神经元具有正向调控作用。
5. DCP诱导ACC胶质递质水平改变。定量检测显示DCP组ACC中D-丝氨酸和ATP水平显著降低，而L-乳酸、谷氨酸、甘氨酸和GABA无明显变化；化学遗传学激活星形胶质细胞可显著回升D-丝氨酸和ATP水平，提示二者是介导星形胶质细胞-神经元对话的关键介质。
讨论部分指出，既往研究多关注神经元机制，该研究补充了皮层胶质机制。激活ACC星形胶质细胞可能通过释放D-丝氨酸和ATP作用于神经元NMDA受体和嘌呤受体，增强谷氨酸能突触传递，从而发挥抗瘙痒和抗抑郁作用。靶向星形胶质细胞可同时调节ACC内兴奋性与抑制性神经元网络，比单一神经元调控更具优势。但研究也存在局限性：仅在DCP过敏性慢性瘙痒模型中验证，未在多种模型和临床样本中证实；未区分ACC背侧和腹侧亚区的不同功能。未来需进一步探究。
结论：总之，该研究确定了ACC星形胶质细胞在调节慢性瘙痒及其共病焦虑和抑郁中的作用。慢性瘙痒诱导ACC星形胶质细胞的形态和功能重塑，其激活可发挥抗瘙痒、抗焦虑和抗抑郁作用，并增强CaMKII阳性神经元活性。此外，DCP诱导的慢性瘙痒降低了ACC中的D-丝氨酸和ATP水平，ACC星形胶质细胞正向调节这两种胶质递质的释放。这些结果拓展了对瘙痒-情绪整合的皮层胶质机制的理解，为设计针对慢性瘙痒及相关情感障碍的新型靶向治疗奠定了基础。
