临床研究发现患者术后的负性情绪是影响健康恢复的重要因素，大多数基础研究认为神经炎症是介导术后神经系统功能损伤的主要机制，然而其介导术后焦虑发生的具体神经机制尚不清楚。星形胶质细胞是维持神经突触功能稳态，同时也是介导神经炎症进展致神经毒性的关键结构，广泛表达于中枢神经系统，如海马、纹状体、丘脑等区域，参与调控记忆、情绪、动机、运动等多种重要的生理功能。既往研究表明，丘脑未定带（Zona incerta，ZI）作为大脑重要的神经节点，是丘脑调控焦虑、睡眠、运动、防御、摄食等多种重要生命活动的关键亚区，然而，未定带星型胶质细胞与神经元介导术后焦虑情绪中的作用仍不清楚。近日，徐州医科大学江苏省麻醉学重点实验室高灿教授和曹君利教授团队在British Journal of Anaesthesia杂志发表题为：“Reactive astrocytes mediate postoperative surgery-induced anxiety through modulation of GABAergic signalling in the zona incerta of mice”的研究论文，仝坤博士为第一作者，宋雨桐、井思琪、尤悦为共同第一作者。本研究揭示了ZI区GABA 转运体3作为星形胶质细胞调制GABA信号通路的关键靶点，通过抑制GABA阳性神经元的活性介导了术后焦虑的发生，并阐明ZI GABA阳性神经元至中缝中核神经投射活性的降低参与调制焦虑样行为的环路机制。本研究有助于更深入了解手术导致焦虑的神经机制，为改善围术期麻醉管理提供一定理论基础。
图1：药理学抑制ZI区星形胶质细胞缓解小鼠术后焦虑样行为
图2：ZI区星形胶质细胞钙活动异常参与调制术后小鼠焦虑样行为
图3：ZI区星形胶质细胞通过抑制神经元的活性发挥致焦虑效应
图4：术后ZI区星形胶质细胞下调GAT-3介导神经元强直电流增强
图5：ZI区星形胶质细胞特异性过表达GAT-3可缓解神经元活性下降并改善焦虑样行为
图6：光遗传激活ZI-MRN神经投射可改善术后小鼠的焦虑样行为
图7. ZI 反应性星形胶质细胞调制GABA信号介导术后焦虑的机制图
本研究探索了手术类型，年龄，性别，切口痛等因素对术后焦虑样行为的影响。结果表明，手术可诱导小鼠出现焦虑样行为表型，主要由ZI中星形胶质细胞反应性改变，通过GAT-3下调介导的神经元突触外强直电流增强，调制ZI-MRN神经投射活性的降低所介导（图7）。这一发现有助于理解和完善围术期神经炎症对患者情绪与认知的影响，为改善麻醉的安全舒适和药物使用提供理论依据。
本研究重点关注反应性星形胶质细胞GAT-3下调对ZI GABA能神经元的调制作用，作为异质性核团，作者忽略了ZI其他神经元亚型的可能贡献，并且GAT-3作为调制神经突触功能的关键蛋白，同时也对上游神经投射的活性具有反馈调制作用，未来有待于进一步探究阐述。
原文链接：doi: 10.1016/j.bja.2024.08.043.
图中间为通讯作者，左4为第一作者，左1-2为共同第一作者
（图片提供自高灿教授课题组）
编辑：姜雯乐
审校：陈小星
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