百余年前,心理学家威廉・詹姆斯提出经典情绪理论:情绪并非单纯由心理想象催生,而是躯体生理感受先行,大脑再对心跳加速、呼吸急促这类身体信号解读,最终形成恐惧、焦虑等情绪体验。
这套假说长久以来缺少神经环路佐证,研究人员始终未能明确究竟哪一类脑细胞、哪条神经通路,承担着 " 躯体应激信号转化为负面情绪 " 的核心工作,生理反应与焦虑之间的传递链条始终模糊不清。
2026 年 7 月 9 日,美国圣裘德儿童研究医院发育神经生物学系 Lindsay A. Schwarz 教授团队(联合内布拉斯加大学医学中心 Carlos Fern á ndez-Pe ñ a 团队)在《Neuron》上发表研究 "Autonomic C1 neurons promote anxiety via activation of vlPAG"。
该研究首次通过新型交叉遗传工具精准靶向脑干 C1 神经元,证实其通过投射并激活 vlPAG 兴奋性神经元直接介导焦虑与恐惧行为。抑制 C1 神经元可发挥抗焦虑效应,揭示了自主神经中枢调控情绪的全新脑 - 体整合环路。
交叉遗传策略实现 C1 神经元精准靶向
脑干 RVLM(延髓头端腹外侧区):包含两类交错分布的神经元,分别是去甲肾上腺素能 A1 神经元和肾上腺素能 C1 神经元。传统方法无法在活体动物中区分它们。
Pnmt2a-iCre × DbhFlp:新型交叉遗传小鼠品系,结合布尔逻辑病毒标记策略,实现 C1 和 A1 的特异性标记。
研究者通过原位杂交发现,束缚应激对 C1 神经元的激活效应显著强于 A1 神经元;且两类神经元在 RVLM 内高度交错分布,并非传统认为的前后分区,因此必须借助高精度工具实现细胞特异性操控。
研究者构建新型 Pnmt2a-iCre 转基因小鼠,搭配 DbhFlp 小鼠,分别标记 C1 神经元和 A1 神经元,标记特异性分别达 95.0% 与 91.1%;进一步通过 iDISCO 组织透明化 + 光片成像在三维水平验证了细胞空间分布。
因此,新型交叉遗传工具首次在活体小鼠中实现了 C1 神经元的高特异性操控,解决了该领域长期存在的技术瓶颈。
C1 → vlPAG 通路激活诱发焦虑样行为
研究者采用光遗传学技术特异性激活 C1 神经元胞体,结合旷场实验与高架零迷宫实验评估焦虑水平。
结果显示,激活 C1 神经元后,小鼠在旷场中停留角落的时间显著增加、在高架零迷宫中进入开放区的时间显著减少,呈现典型的焦虑样表型;两组小鼠总运动距离无差异,排除了运动能力对结果的干扰。 解剖学追踪发现,C1 神经元的轴突主要投射至 vlPAG 脑区,占比达 59.3%。在 vlPAG 内光激活 C1 轴突末梢,诱发的焦虑效应比激活胞体更强烈,且单次激活后焦虑表型可持续至少 7 天。实时位置偏好实验进一步证实,激活该通路对小鼠具有天然厌恶性。
因此,C1 到 vlPAG 的投射是驱动焦虑行为产生的核心功能通路。
通路的神经活动与恐惧调控机制
接下来,研究者利用光纤钙成像技术记录自由活动小鼠的神经元活动。
结果显示,当小鼠从高架零迷宫的封闭区进入开放区时,C1 神经元钙活动快速升高,返回封闭区后迅速回落,呈现对威胁环境的即时响应。vlPAG 内的兴奋性神经元也会在小鼠进入开放区时出现持续性活动增强,抑制性神经元则无此变化;化学遗传学激活 C1 神经元可直接增强 vlPAG 兴奋性神经元的反应。
抑制 C1 神经元后,小鼠在视觉恐惧范式与巴甫洛夫恐惧条件化中的冻结反应显著减少,vlPAG 神经元对恐惧刺激的反应同步降低。
因此,C1 神经元感知威胁后激活 vlPAG 兴奋性神经元,将生理信号转化为恐惧和焦虑。
抑制 C1 神经元可缓解应激诱导的高焦虑
化学遗传学(hM4Di)抑制 C1 神经元,发现在基础焦虑水平下,小鼠的高架零迷宫行为无明显变化;但提前施加 30 分钟束缚应激、显著提升焦虑水平后,抑制 C1 神经元可完全逆转应激诱发的焦虑增强,小鼠开放区停留时间恢复至正常水平。同步钙成像显示,抑制 C1 神经元后,束缚应激小鼠的 vlPAG 兴奋性神经元对焦虑场景的反应显著下降。
最后通过跨突触狂犬病毒示踪绘制 C1 神经元的全脑输入图谱,发现其主要接收脑干网状结构、PAG、下丘脑等与内感受、情绪相关脑区的投射,进一步支持 C1 神经元是整合身体信号与情绪反应的关键枢纽。
因此,抑制 C1 可选择性逆转应激诱导的焦虑,不影响基础焦虑水平。
全文总结
本研究突破了既往无法精准区分 RVLM 区 A1 与 C1 神经元的技术局限,首次明确了肾上腺素能 C1 神经元在焦虑与恐惧调控中的核心作用,阐明了 C1 → vlPAG 通路将自主神经生理信号转化为焦虑情绪与恐惧行为的神经机制,验证了选择性抑制该通路可有效缓解应激诱导的高焦虑状态,为理解脑 - 体交互调控情绪的原理提供了新证据,也为焦虑障碍的精准干预提供了全新靶点。
小编寄语:
" 心跳加速是身体在准备战斗,但大脑把它解释成了恐惧。" 这项 Neuron 研究,终于找到了那条连接身体与情绪的通路。
研究发现,脑干中的 C1 肾上腺素能神经元能感知威胁情境,快速激活,然后通过投射到 vlPAG 脑区,将生理应激信号翻译为焦虑与恐惧的行为输出。这个通路的激活会留下长达 7 天的印迹,而选择性抑制它,则能逆转应激诱发的焦虑升高,为新一代抗焦虑疗法的开发指明了方向。
https://doi.org/10.1016/j.neuron.2026.06.012
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