Астроциты, как жизненно важные клетки центральной нервной системы, имеют решающее значение для здоровья и функционирования мозга. Недавнее исследование показывает, что они влияют на высшие когнитивные функции и поведение, регулируя локальную активность нейронов.
Во время стресса животные и люди оценивают риски, чтобы выработать адаптивное поведение, например избегание. Психические расстройства часто нарушают этот процесс, приводя к чрезмерному неприятию риска (например, тревога, депрессия и аутизм) или недостаточному избеганию риска (например, злоупотребление психоактивными веществами и шизофрения).
Однако нейронная основа этих нарушений до конца не изучена. Хотя базолатеральная миндалина (БЛА) известна своим активным избеганием, ее конкретная регулирующая роль в оценке риска и последующем поведении остается неясной.
Недавно команда профессора Ту Цзе (Tu Jie) из Шэньчжэньского института передовых технологий Китайской академии наук (Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT) of the Chinese Academy of Sciences) провела исследование астроцитов в БЛА, чтобы изучить их роль в регулировании нарушения оценки риска психических расстройств. Результаты были опубликованы в научном журнале Neuron.
В предыдущей работе исследователи использовали уникальную модель трансгенных мышей, трансгенных мышей с мутацией DISC1-N, чтобы выявить у этих мышей нарушенную реакцию избегания при столкновении с угрозами.
В данном исследовании ученые использовали секвенирование одноядерной РНК в сочетании с методами патч-кламп и количественной ПЦР отдельных клеток в реальном времени, чтобы идентифицировать конкретную группу глутаматергических возбуждающих нейронов, экспрессирующих синдром Вольфрама 1 (WFS1) в БЛА (BLA). Эти нейроны получали индуцированные потенциалы действия от близлежащих астроцитов. У мышей с мутацией DISC1-N эти нейроны демонстрировали сниженную способность к срабатыванию и нарушение взаимодействия с астроцитами.
Активируя астроциты в БЛА с помощью методов оптогенетики/хемогенетики и посредством действия D-серина на рецепторы N-метил-D-аспарагиновой кислоты (NMDA) нейронов BLA-WFS1, исследователи обнаружили, что возбудимость этих нейронов можно восстановить, тем самым улучшая поведение при оценке аномального риска у мышей с мутацией DISC1-N. Они также заметили, что прямая активация BLA-WFS1 не эффективно корректирует недостаточное поведение по избеганию риска у мышей с мутацией DISC1-N.
После семи лет напряженной работы ученые подтвердили, что определенные нейроны в БЛА требуют взаимодействия с астроцитами для выполнения нормальной оценки риска, что подчеркивает недостаточность одной лишь автономной активности нейронов для выполнения соответствующих функций оценки риска. Более того, они выявили нарушение связи между астроцитами и нейронами как важнейший механизм, способствующий дефициту оценки риска.
«Наше исследование доказывает решающую роль астроцитов в регуляции поведения и представляет новые терапевтические цели для устранения нарушений функции оценки риска при психических расстройствах», — сказал профессор Ту Цзе.
Литература:
Xinyi Zhou et al, Astrocyte-mediated regulation of BLAWFS1 neurons alleviates risk-assessment deficits in DISC1-N mice, Neuron (2024). DOI: 10.1016/j.neuron.2024.03.028