流感大流行後，焦慮症患者人數激增，這種現象仍是前所未有的，但焦慮症相關疾病（如強迫症）的起源卻仍然難以捉摸。在一項新研究中，猶他健康大學的科學家們揭示了大腦中一種經常被忽視的細胞類型–小膠質細胞–在調節用於實驗室測試的小鼠的焦慮相關行為中的關鍵作用。這與人們傳統上認為控制行為的主要腦細胞類型–神經元–形成了鮮明對比。

研究人員發現，就像遊戲控制器上的按鈕一樣，特定的小膠質細胞群會激活焦慮和OCSD行為，而其他小膠質細胞群則會抑制焦慮和OCSD行為。此外，小膠質細胞還能與神經元交流，從而誘發這些行為。這些發現發表在《分子精神病學》（Molecular Psychiatry）雜誌上，最終可能為靶向療法帶來新方法。

猶他大學特聘教授馬里奧-卡佩奇（Mario Capecchi）博士和Naveen Nagajaran 博士圖片來源：猶他大學健康學院Charlie Ehlert

諾貝爾獎獲得者、猶他大學斯賓塞-福克斯-埃克爾斯醫學院人類遺傳學傑出教授、本研究的資深作者馬里奧-卡佩奇博士說：”少量的焦慮是好事。焦慮會激勵我們，鞭策我們，給我們額外的動力，告訴我們’我可以’。但大劑量的焦慮會壓垮我們。我們會精神麻痺，心跳加快，出汗，頭腦中出現混亂。”

新發現的機制可能是在正常情況下維持行為在健康範圍內的重要因素。卡佩奇說，在病理條件下，這些機制可能會驅動行為，使人變得衰弱。

“這項工作是獨一無二的，它對目前關於小膠質細胞在大腦中的作用的教條提出了挑戰，”該研究的第一作者、美國加州大學洛杉磯分校健康中心的遺傳學家和神經科學家納文-納加賈蘭（Naveen Nagajaran）博士說。

猶他大學健康學院的科學家們發現了大腦中一種小細胞類型–小膠質細胞–在控制焦慮相關行為中的重要性。這些發現可能會帶來新的靶向治療方法。圖片來源：猶他健康大學Charlie Ehlert

操縱小膠質細胞

有類似OCSD 行為的小鼠總是忍不住梳理自己。它們會不停地舔自己的身體，以至於皮毛脫落，身上出現傷痕。此前，卡佩奇團隊發現，一種名為Hoxb8的基因發生突變，會導緻小鼠表現出慢性焦慮症狀，並過度梳理自己。出乎意料的是，他們發現這些行為的根源是一種叫做小膠質細胞的免疫細胞。小膠質細胞只佔大腦細胞的10%，一直被認為是大腦的”垃圾收集器”，負責處理垂死的神經元（最常見的腦細胞）和形狀異常的蛋白質。他們的發現還首次揭示了Hoxb8小膠質細胞通過與特定神經元迴路交流來控制行為的重要性。

猶他大學特聘教授馬里奧-卡佩奇（Mario Capecchi）博士和Naveen Nagajaran 博士。圖片來源：Charlie Ehlert，猶他大學健康學院

但小膠質細胞如何完成這些任務仍然是個謎。為了了解更多信息，納加賈蘭轉向了光遺傳學，這是一種結合了激光和基因工程的技術。就像玩電子遊戲一樣，他用激光刺激大腦中特定的小膠質細胞群。

令研究人員驚訝的是，只需按下開關，他們就能開啟與焦慮相關的行為。當他們用激光刺激一個亞群–Hoxb8 小膠質細胞時，小鼠變得更加焦慮。當激光觸發大腦其他部位的Hoxb8小膠質細胞時，小鼠會梳理自己。在另一個位置靶向Hoxb8 小膠質細胞會產生多重效果：小鼠的焦慮感增加，它們會梳理自己，而且它們會僵住，這是一種恐懼指標。每當科學家關閉激光，這些行為就會停止。

“這讓我們大吃一驚，”Nagarajan 說。”人們通常認為，只有神經元才能產生行為。目前的研究結果揭示了大腦利用小膠質細胞產生行為的第二種方式。事實上，用激光刺激小膠質細胞會使它們旁邊的神經元發出更強的火花，這表明這兩種細胞類型會相互交流，從而驅動不同的行為。”

進一步的實驗揭示了不表達Hoxb8的小膠質細胞群體的另一層控製作用。同時刺激”非Hoxb8″和Hoxb8 小膠質細胞可防止焦慮和OCSD 類行為的發生。這些結果表明，小膠質細胞的兩個種群就像一個制動器和一個加速器。它們在正常情況下相互平衡，而當信號失衡時就會誘發疾病狀態。

研究表明，小膠質細胞的位置和類型是微調焦慮和OCSD 行為的兩個重要特徵。卡佩奇說，小膠質細胞會與特定的神經元和神經迴路進行交流，最終控制行為。”我們希望更多地了解神經元與小膠質細胞之間的雙向交流，”他說。”我們想知道是什麼造成了這種情況。在小鼠中確定這些相互作用可能會為控制患者過度焦慮找到治療目標。”