Cell:林大宇团队揭示长期“胜利者效应”引起病态攻击行为的多阶段可塑性机制

神经周K

2024-10-21 22:52发布于湖北科普领域创作者

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划重点

01林大宇团队在Cell杂志发表文章，揭示了长期胜利者效应引起广泛性攻击行为的多阶段突触可塑性机制。

02研究发现，长期胜利效应能增强攻击性，但对更强壮的雄性或雌性发起攻击行为。

03通过光纤钙成像记录系统和电生理实验，研究人员发现不同强度胜利经历引起VMHvl-Esr1神经元不同突触可塑性变化。

04此外，人为重复诱发VMHvl-Esr1神经元突触可塑性可模拟长期胜利效应。

05该研究为理解长期胜利者效应引起的病态攻击行为提供了重要线索。

以上内容由腾讯混元大模型生成，仅供参考

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“胜利者效应”(The winner effect)是 动物在获得胜利经历后再与更强的竞争者较量时获胜概率增加。尽管短期胜利(少于3天）和长期胜利(10天）效应均能增强攻击性，但长期胜利效应可能是病态的，对更强壮的雄性或雌性发起攻击行为。

2024年10月14日,美国纽约大学朗格医学中心的林大宇(Dayu Lin)实验室在Cell杂志发表文章揭示了长期胜利者效应引起广泛性攻击行为的多阶段突触可塑性机制。
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长期胜利效应引起广泛性攻击性

研究人员利用重复居住-入侵者(resident-intruder,RI)实验建立1天、5天、10天不同强度的胜利者效应，1天胜利小鼠的攻击性增强，连续5天获得胜利小鼠的攻击性达到最强，与连续10天的胜利小鼠攻击性能力相当。与陌生的入侵DBA小鼠相比，1天胜利小鼠攻击更加倾向于攻击熟悉的BALB/c，但连续5天获得胜利小鼠并不存在这种差异。然而，连续10天获得胜利小鼠更加倾向于攻击陌生的DBA小鼠。此外，在与更加强壮的小鼠进行对抗时，有过胜利经历的小鼠获胜的概率增加，这种效应在连续10天获得胜利小鼠中更加明显。
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图1、长期胜利效应引起广泛性攻击性

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不同强度胜利经历引起VMHvl-Esr1神经元

不同突触可塑性变化

腹内侧下丘脑（ventromedial hypothalamus,VMHvl）表达雌激素受体α的神经元在攻击行为中发挥关键作用。通过光纤钙成像记录系统发现未经历胜利的雄性小鼠VMHvl-Esr1神经元对雄性和雄性小鼠的响应不能存在差异，但经历胜利后雄性小鼠引起VMHvl-Esr1神经元钙离子活性更强。此外，随着胜利经历的增加，胜利小鼠VMHvl-Esr1神经元对雄性小鼠的钙离子活性逐渐增强，但对雌性小鼠并不存在这种效应。在反复接触雄性或雌性小鼠社交刺激后均不会引起非攻击性小鼠VMHvl-Esr1神经元活性变化。

电生理实验发现经历1天和连续5天胜利小鼠的VMHvl-Esr1 神经元的自发性和微小兴奋性突触后电流均增强，但连续10天胜利的小鼠并没有出现这种变化。形态学实验发现经历1天和连续5天胜利小鼠的VMHvl-Esr1 神经元树突棘密度增加。此外，胜利经历并不影响VMHvl-Esr1神经元抑制性突触后电流变化。

杏仁核后部(posterior amygdala,PA)是内侧下丘脑的兴奋性输入的主要来源。研究人员通过离体实验发现1天胜利经历的小鼠并不影响光诱发的PA→VMHvl-Esr1神经元兴奋性突触后电流，但连续5天和10天胜利经历能够增强上述电流。经历10天的社交刺激也并不增强光诱导的兴奋性突触后电流。在体实验也进一步证实了反复胜利可增强PA→VMHvl-Esr1神经元兴奋性突触连接。

慢性抑制VMHvl-Esr1神经元后可降低1天胜利经历和连续5天胜利经历小鼠VMHvl-Esr1神经元自发性突触后电流，但不影响连续10天的自发性突触后电流，表明局部VMHvl兴奋性突触连接短暂增强。进一步电生理实验发现连续5天和10天胜利经历小鼠均可增强VMHvl-Esr1神经元内在兴奋性，这些结果表明长期胜利后VMHvl-Esr1神经元长距离谷氨酸能输入持续增强，局部连接短暂性增强，细胞兴奋性持续增加。


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图2、反复胜利可增强PA→VMHvl-Esr1神经元兴奋性突触连接


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人为重复诱发VMHvl-Esr1神经元突触可塑性

可模拟长期胜利效应

研究人员进一步利用共激活PA→VMHvl-Esr1和VMHvl-Esr1神经元后可诱发长时程增强作用（LTP），通过该操作发现在1天引起VMHvl-Esr1神经元LTP后可增加VMHvl-Esr1神经元兴奋性突触后电流，但不增加内在兴奋性，连续5天LTP诱导后可增加VMHvl-Esr1神经元兴奋性突触后电流和内在兴奋性，连续10天LTP诱导后不增加兴奋性突触后电流，但增强内在兴奋性。此外，连续10天LTP诱导可增加小鼠的攻击性，增加其获胜概率，能够模拟出反复胜利产生的行为效应。


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图3、人为重复诱发VMHvl-Esr1神经元突触可塑性可模拟长期胜利效应


总结

本文揭示了长期“胜利者效应”从特定攻击性转向广泛性攻击性的多阶段的突触可塑性机制：VMHvl-Esr1神经元长距离谷氨酸能输入持续增强，局部连接短暂性增强，细胞兴奋性持续增加。


【参考文献】

Yan et al., The multi-stage plasticity in the aggression circuit underlying the winner effect, Cell (2024),

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