重复可预见性母婴分离增强大鼠成年后应激耐受性的机制研究

Maternal separation, one paradigm of early life stress, could increase the incidence rate of psychiatric disorders such as anxiety and depression. Here a “two-hit” stress animal model in rat was established to compare the effect of predictable and unpredictable maternal separation on adult behavior after restraint stress. Results showed that predictable maternal separation could promote restraint stress resilience in adult rat, while unpredictable increase the stress vulnerability to anxiety and depression. Based on previous studies, we speculate that medial prefrontal cortex (mPFC) plays an important role in predictable maternal separation promoting stress resilience. We will apply two-photon microscope to discovery the dendritic spines difference in mPFC. And molecular biology experiments will be used to detect the difference of proteins and molecular associated with neuroplasticity. Besides, the related neuron activity will be detected using electrophysiology. Pharmacogenetics will be applied to regulate mPFC-DRN neural circuit to elucidate the role of mPFC-DRN neural circuit in predictable maternal separation promoting stress resilience.

母婴分离作为早期精神创伤中的一种，是成年后焦虑抑郁发生的潜在因素。项目组通过母婴分离和成年束缚应激建立“two-hit”压力大鼠模型，对比可预期和不可预期母婴分离大鼠在成年束缚应激后的行为表现，发现可预期母婴分离能增强大鼠对成年后束缚应激的耐受性，不可预期母婴分离增加束缚应激后焦虑抑郁的敏感性。然而，对于可预期母婴分离提高应激耐受性的机制仍不明确。前期研究推测额叶皮层（mPFC）的突触可塑性改变在可预期母婴分离提高成年应激耐受中起着关键作用。因此，本研究拟通过双光子显微镜观察母婴分离大鼠在束缚应激后mPFC的树突棘的数量和形态变化，并利用分子生物学实验分析突触可塑性相关蛋白和分子的变化，在此基础上使用电生理验证相关神经元的活动变化；进一步利用化学遗传学控制mPFC-中缝背核（DRN）环路，阐明mPFC-DRN神经环路在可预期母婴分离增强应激耐受性中的机制。

早期精神创伤与抑郁症、焦虑障碍和创伤后应激障碍均存在显著的关联。然而，并非所有经历早期应激者都在成年应激后都表现出精神障碍，甚至有部分个体表现出更好的应激耐受性。目前并没有相应的动物模型阐明早期应激提高应激耐受性的机制。研究团队通过对刚出生大鼠进行可预期和不可预期的母婴分离，在成年后给予束缚应激，构建“two-hit”应激模型，观察比较两种分离方式对成年应激后行为的影响。研究者发现在经历成年束缚应激后，可预期母婴分离的成年大鼠的焦虑抑郁情绪均未受到影响，甚至出现了明显的抗焦虑抑郁现象。而不可预期母婴分离的大鼠在成年应激后，其焦虑抑郁情绪更加严重。作为首个分析可预期母婴分离和不可预期母婴分离的不同影响的研究，该行为学结果提示可预期母婴分离增强成年后应激耐受性，不可预期母婴分离增加了成年应激后罹患精神障碍的敏感性。研究者通过对比神经元激活差异脑区，将研究的关键脑区定位在mPFC。通过转录组分析发现，催产素通路可能在可预期母婴分离促进成年应激耐受性中发挥重要作用。通过构建AAV病毒，在可预期母婴分离动物中敲低催产素受体的表达，发现动物表现出明显的焦虑样行为，神经元的结构和功能也受到了损害；在不可预期母婴分离动物中过表达催产素受体，发现动物在束缚应激后焦虑样行为得到明显改善，相应的神经元结构和功能也得到恢复。为进一步验证mPFC 脑区oxytocin通路对应激耐受性的影响，研究者特异性的阻断了PVN-mPFC脑区的oxytocin能神经元的投射，发现在束缚应激前不会影响动物的焦虑样行为。但是经历束缚应激后，无论是可预期母婴分离动物还是正常饲养动物均表现出明显的焦虑样行为。这些研究结果证实了oxytocin在应激耐受性中的作用，并且说明了可预期母婴分离动物增强成年后应激耐受性是通过增强mPFC脑区的oxytocin神经通路发挥作用的。该研究不仅对儿童教育具有提示意义，而且对焦虑、抑郁等高发心理疾病的干预提供了方向。