復旦大學楊雄里院士團隊揭示自感光視網膜神經節細胞參與強光誘發的小鼠持續性焦慮樣行為

近日，復旦大學腦科學研究院/醫學神經生物學國家重點實驗室楊雄里院士和翁史鈞研究員領導的研究小組，對自感光視網膜神經節細胞（ipRGC）的研究取得了重要進展，相關論文以“Short-term Acute Bright Light Exposure Induces a Prolonged Anxiogenic Effect in Mice via a Retinal ipRGC–CeA Circuit”為題發表在Science Advances上。該研究揭示了ipRGC參與光照對情緒的調制——強光導致小鼠出現持續性焦慮樣行為。

焦慮癥（anxiety disorder）是當前患病率最高的精神疾患，影響全球7.3%的人口。而焦慮本身又是一種有益的適應性反應，能促使動物對潛在的威脅保持警覺，提高生存幾率。既往的研究顯示，光照各種參數（如時程的長短、強度等）的改變會影響人類及實驗動物的焦慮水平，且急性的強光處理會促使動物出現焦慮樣行為，但其機制尚不明晰。楊雄里院士團隊在研究中意外地觀察到，在急性施加的強光（1000lux）照射中止后，小鼠依然表現出長達數十分鐘的焦慮樣行為。為了闡明其機制，該團隊針對視網膜不同類型的感光細胞及多個焦慮相關腦區展開了多學科技術的研究。實驗結果顯示，特異損毀ipRGC或敲除其特有的感光色素視黑質（melanopsin）完全阻斷了上述促焦慮效應，而損毀視桿、視錐這兩種常規感光細胞導致的阻斷作用微弱。化學遺傳學操縱表明：特異壓抑中央杏仁核（CeA）的活動也可阻斷上述促焦慮效應，而選擇性激活投射至CeA的ipRGC，則顯著提升了黑暗中小鼠的焦慮水平。這些結果充分表明，ipRGCCeA的直接投射環路在上述的持續性焦慮樣行為中起到了關鍵作用。此外，藥理學及分子生物學實驗還顯示，皮質酮系統活動水平的提高在其中也扮演了重要角色。這一光促焦慮效應顯然在進化上具有特殊意義，使動物不至于在強光相關的威脅暫時不可見時立即喪失警覺。鑒于人工強光照明在人類社會生活中的廣泛應用，該效應的存在也可能引起人類發生“不必要”的過度焦慮，從而導致病理狀況出現。楊雄里院士團隊的這項研究為探究人類患者病理性焦慮的機制和干預策略提供了新思路。這是該研究小組繼最近報道ipRGC在小鼠屈光發育及近視形成中的作用（Liu et al.，Sci Adv，2022）之后，圍繞ipRGC研究的又一重要進展，進一步揭示了該類細胞具有多種重要功能，可能是一系列視覺相關的神經精神疾病干預的潛在靶點。

楊雄里院士、翁史鈞研究員為該論文共同通訊作者，鐘詠梅研究員、張玉秋教授、曹紅副研究員等對論文有重要貢獻，博士生王閣為論文的第一作者。該研究得到自然科學基金委重大項目、科技創新2030-“腦科學與類腦研究”重大項目等項目的經費資助。