校園欺凌是當今社會*為嚴重的問題之一。欺凌的受害者往往學業和工作表現不佳。這些受害者的負面社會經歷可以預測精神障礙,如抑郁、學習障礙、低記憶表現、自卑、焦慮、創傷后應激障礙等癥狀。臨床研究表明,社交挫敗是情緒相關障礙的重要原因,并通常伴有學習和記憶障礙。盡管情緒相關障礙的機制已被廣泛研究,但社會挫敗導致學習和記憶障礙的具體神經機制仍不清楚。
2022年9月10日,暨南大學醫學院郭國慶和張吉鳳課題組在Translational Psychiatry發表了題為Social defeat drives hyperexcitation of the piriform cortex to induce learning and memory impairment but not mood-related disorders in mice的研究論文,揭示了梨狀皮層神經元的過度激活介導CSDS誘導的學習和記憶行為。
首先,課題組將暴露于慢性社交壓力(CSDS)后的小鼠根據其社交得分分為社交不被影響的CTRL組和社交行為降低的易感組,行為學測試結果顯示:易感組小鼠在Y迷宮中陌生臂內和水迷宮中目標象限內的停留時間顯著減少,即表現出學習和記憶障礙;在曠場中央和高架十字迷宮開放臂中停留時間減少,即表現出焦慮樣表型;在強迫游泳和懸尾實驗中的不動時間增加,表現出行為絕望。
為了明確對CSDS有反應并誘導學習和記憶功能障礙的特定區域,該課題組在社交測試(SIT)后,對CTRL組和易感小鼠的大腦切片進行c-Fos熒光標記,結果顯示,易感小鼠梨狀皮層(PC)和杏仁核(BLA)中c-Fos陽性細胞密度顯著高于對照組,且PC中c-Fos的表達差異*為顯著。PC主要由CaMKIIα抗體(CaMKIIα+)**標記的興奮性細胞和少量抑制性GABAergic中間神經元組成。為了確定PC中哪些類型的神經元參與了易感小鼠的學習和記憶功能障礙,課題組對易感小鼠和CTRL組小鼠的腦切片進行了CaMKIIα和c-Fos的雙標記**熒光染色。結果顯示: 易感小鼠CaMKIIα+和c-Fos+共標記細胞的密度和比例顯著增加。隨后的鈣成像結果顯示:社交過程中易感小鼠PC神經元的鈣信號增加顯著幅度高于對照組小鼠。這些結果表明:CSDS可選擇性地激活PC中表達CaMKIIα的神經元。
*后,課題組分別通過光遺傳和化學遺傳的方法激活WT小鼠CaMKIIα神經元,發現其同樣在Y迷宮中陌生臂內和水迷宮中目標象限內的停留時間顯著減少,但在懸尾實驗中的不動時間變化不大,而化學遺傳抑制CaMKIIα神經元則可以有效緩解CSDS易感小鼠的學習和記憶行為缺陷。這些結果表明:PC 腦區的CaMKIIα神經元的激活誘導了學習和記憶障礙。相比之下,PC的過度興奮并不會引起與情緒相關的障礙。
總的來說,本文主要通過光遺傳和化學遺傳的方法結合行為學實驗,發現PC腦區的CaMKIIα神經元的過度激活介導了CSDS誘導的學習和記憶障礙,而不影響情緒相關障礙,該研究為社交挫敗引起的學習和記憶障礙提供了一個潛在的**靶點。