內(nèi)側韁核的生理功能

周強，付立波，王穎

長春師范大學生命科學學院

內(nèi)側韁核的生理功能

周強，付立波，王穎

長春師范大學生命科學學院

韁核（habenula，Hb）在生物進化的過程中是一個古老且非常保守的核團，位于第三腦室附近，屬于上丘腦的一部分,可分為內(nèi)側韁核（medial habenula,MHb）和外側韁核（lateral habenula, LHb）。內(nèi)外側韁核有著完全不同的解剖學特征和功能。以大鼠為例，內(nèi)側韁核被劃分為5個亞核團而外側韁核被劃分為10個亞核團。從生物學功能來講，韁核的作用很廣泛，如母性行為、恐懼調(diào)節(jié)、睡眠、學習、獎賞等?，F(xiàn)已研究的大部分生物學功能都與外側韁核有關，而對內(nèi)側韁核研究進展緩慢。事實上，內(nèi)側韁核是連接邊緣前腦和中腦的關鍵結構。最近研究表明,內(nèi)側韁核與應激反應、內(nèi)側韁核與尼古丁成癮、內(nèi)側韁核與恐懼等很多方面都關系密切，這也暗示其重要的生物學功能。

內(nèi)側韁核；恐懼；尼古丁；睡眠；神經(jīng)遞質(zhì)

1.內(nèi)側韁核的結構和傳入傳出投射

韁核的體積很小，只有米粒大小，從低等生物到高等人類都始終保留著此核團，可見其重要作用。韁核位于髓紋和后屈束的交匯處，是連接前腦和中腦的信號中繼站[1]。其中，內(nèi)側韁核是連接邊緣前腦和中腦單胺中心的關鍵結構,也是不同物種中非常保守的結構?，F(xiàn)已有試驗研究表明，內(nèi)側韁核調(diào)節(jié)了應激反應和節(jié)律等重要行為。傳入傳出投射是研究內(nèi)側韁核功能的基礎[2]。投射研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)側隔核和斜角帶核為內(nèi)側韁核提供γ-氨基丁酸能輸入；三角隔核為內(nèi)側韁核提供谷氨酸能輸入；內(nèi)側韁核到角間核的傳出投射也能釋放谷氨酸，谷氨酸是乙酞膽堿和P物質(zhì)之外另一種存在于從內(nèi)側韁核到角間核投射中的神經(jīng)遞質(zhì)[3]。

2.內(nèi)側韁核的生理功能

2.1 內(nèi)側韁核與應激反應的關系

在人類和大鼠中,損毀內(nèi)側韁核能夠?qū)е戮穹至寻Y。內(nèi)側韁核更顯著且為許多報道所共同證實的功能在于調(diào)控逃避行為：在較早的研究中,損毀大鼠的韁核會導致其在單向逃避行為中的缺陷,并且這種缺陷在更大的壓力脅迫下才能顯現(xiàn)[4]。將異源蛋白KillerRed表達投射到內(nèi)側韁核的前腦區(qū)域,然后通過光漂白的方法借助KillerRed蛋白損毀內(nèi)側韁核的投射神經(jīng),而這將導致斑馬魚在后續(xù)實驗中無法根據(jù)條件刺激作出逃避；通過遺傳學方法將破傷風毒素表達在斑馬魚的背側韁核,也能導致動物無法做出逃避行為[5]。

2.2 內(nèi)側韁核與尼古丁成癮的關系

戒煙難困擾著人們的生活，戒煙的難點在于病態(tài)記憶形成后的截斷，現(xiàn)在的研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)側韁核中的通路與戒煙后的焦慮有關，與毒品不同，香煙令人上癮的原因是不吸煙時會產(chǎn)生焦慮，引發(fā)的焦慮主要在內(nèi)側韁核中有反應。羅敏敏團隊2011年有研究發(fā)現(xiàn)尼古丁通過激活內(nèi)側韁核一角間核途徑中的ɑ5亞基的尼古丁型受體會產(chǎn)生抑制性的信號,抑制尼古丁攝入,說明內(nèi)側韁核在成癮方面也發(fā)揮了人們之前所未意識到的重要作用。

2.3 內(nèi)側韁核與恐懼的關系

中醫(yī)常將恐懼與五臟六腑聯(lián)系在一起，而在現(xiàn)代的研究中，科學家們更希望找到恐懼與大腦之間的關聯(lián)。近日，北京生命科學研究所的羅敏敏團隊發(fā)現(xiàn)腦內(nèi)的內(nèi)側韁核膽堿能神經(jīng)元中的γ-氨基丁酸-B（GABAB）受體通過突觸前興奮調(diào)控了恐懼記憶表達。這一重要的研究發(fā)現(xiàn)發(fā)布在7月14日的《細胞》雜志上。研究人員在一段持續(xù)20秒的聲音刺激后，對小鼠進行電擊，多次反復后，小鼠會對電擊以及之前的聲音形成恐懼記憶?？謶钟洃浶纬珊?，小鼠會在聽到聲音時全身緊張保持不動，之后，研究人員再次給予聲音，但省略電擊，發(fā)現(xiàn)幾天后小鼠對于聲音之后電擊恐懼的記憶消失了。而如果將小鼠大腦中的內(nèi)側韁核內(nèi)的膽堿能神經(jīng)元選擇性滅活，小鼠則在相當長的時間內(nèi)聽到聲音后都會出現(xiàn)很高的凝滯行為。

2.4 內(nèi)側韁核與L-谷氨酸的關系

痛覺是機體受到傷害性刺激所產(chǎn)生的感覺。痛覺具有重要的生物學意義。它是有機體內(nèi)部的警戒系統(tǒng)，能引起防御性反應，具有保護作用。痛覺也是大多數(shù)疾病臨床上具有的共同癥狀，它提供機體受到威脅的警報信號，為臨床診斷提供參考。趙華老師應用玻璃微電極注射L-谷氨酸到內(nèi)側韁核（MHb）和外側韁核（LHb），利用多種動物模型觀察痛閾變化，結果發(fā)現(xiàn)，興奮時MHb痛閾升高，而LHb興奮時痛閾降低。

3.展望

人們普遍認為一種神經(jīng)元只釋放一種經(jīng)典的遞質(zhì)，內(nèi)側韁核乙酰膽堿細胞釋放的只是乙酰膽堿。但是羅敏敏團隊報道了內(nèi)側韁核的神經(jīng)元不僅可以釋放乙酰膽堿，還可以釋放谷氨酸。在隨后的研究中，他們又發(fā)現(xiàn)內(nèi)側韁核細胞還能分泌神經(jīng)肌肽B。內(nèi)側韁核能釋放多種遞質(zhì)，這一重大發(fā)現(xiàn)顛覆了人們的認知。相信，內(nèi)側韁核特殊而復雜的生物學功能會吸引更多的研究者對其結構和功能進行深入研究。

[1]秦昶.小鼠內(nèi)側韁核傳入傳出投射的神經(jīng)化學特征與G蛋白偶聯(lián)受體151的脫孤和功能研究[D].北京協(xié)和醫(yī)學院,2011.

[2]羅敏敏,張二荃,占成.焦慮與抑郁的神經(jīng)環(huán)路和分子機制[J].科技創(chuàng)新導報,2016,（20）：173.

[3]湯明明,林文娟.韁核在抑郁癥中的作用：研究和治療的新途徑[J].心理科學進展,2013,（07）：1213-1219.

[4]張舉恩，LubinTan，YuqiRen，JingwenLiang，RuiLin，QiruFeng，JingfengZhou，F(xiàn)eiHu，JingRen，ChaoWei，TaoYu，YinghuaZhuang，Ber?nhardBettler，F(xiàn)engchaoWang，羅敏敏.內(nèi)側韁核膽堿能神經(jīng)元GA?BA_B受體通過突觸前興奮作用調(diào)控動物恐懼記憶[J].科學新聞，2017，（04）：38.

[5]譚潔,占成,羅敏敏.來自基底前腦HDB的膽堿能神經(jīng)纖維在嗅球中的分布[J].華夏醫(yī)學,2012,（02）：131-134.

長春師范大學研究生教育創(chuàng)新項目“甘丙肽在大鼠內(nèi)側韁核的痛覺調(diào)節(jié)作用”（cscxy2017023）。

周強（1983-），男，碩士研究生，從事生理學研究；

付立波（1965-），男，教授，博士，碩士生導師，從事痛覺生理學研究。

付立波。