急性應激引起血液中糖皮質激素濃度的快速增加有利于機體面對環境威脅迅速做出反應。然而，慢性應激引起的糖皮質激素濃度的增加對機體是傷害性的，可引起失眠。在應激相關疾病中存在顯著的性別差異：男性的攻擊/暴力比例顯著高于女性，而女性更容易患抑郁癥或創傷后應激障礙。

中腦的腹側被蓋區（VTA）調控獎賞、厭惡和目標動機行為。VTA腦區也參與調控睡眠過程：興奮性神經元和多巴胺神經元促進覺醒，抑制性神經元促進睡眠。

2022年7月1日英國倫敦帝國學院William Wisden和空軍軍醫大學董海龍聯合研究團隊揭示了急性應激促進睡眠后緩解焦慮情緒的神經環路機制。

圖1：SDS急性應激流程圖
 

睡眠分為非快速動眼睡眠（NREM）和快速動眼睡眠（REM）。研究人員發現在經歷社交挫敗應激（在1個小時內C57小鼠接受CD1小鼠攻擊5分鐘，間隔10分鐘，連續4次）后小鼠非快速眼跑步動睡眠潛伏期縮短，NREM和REM時間均增加5小時。在經歷非應激活動（跑步、社交活動）并不會增加小鼠的睡眠時間。

圖2：SDS相關的促睡眠作用可緩解焦慮

經歷社交挫敗應激（SDS）能夠引起小鼠焦慮樣行為，但在回籠睡眠后能夠明顯降低焦慮情緒。免疫熒光實驗表明社交挫敗應激主要激活VTA區域抑制性神經元，少量激活興奮性神經元和多巴胺能神經元。

圖3：再激活SDS相關的VTA抑制性神經元促進睡眠

通過c-Fos工具病毒特異性標記SDS激活VTA區域抑制性神經元，隨后通過化學遺傳學技術再激活這些被激活的神經元后能夠減少睡眠潛伏期，增加NERM和REM的睡眠時間。

在抑制這些被激活的抑制性神經元后即便是經歷SDS應激也并不會促進小鼠睡眠。這些結果表明VTA區域抑制性神經元參與SDS促進睡眠過程。

VTA區域抑制性神經元投射到大腦多個腦區，光纖鈣成像技術發現在SDS應激后VTA投射到外側下丘腦 (LH)鈣離子活性增加，投射到其他腦區的纖維并不出現鈣離子活性增加。通過同樣的方法重激活VTA—LH環路后，未經過應激刺激就可促進睡眠(盡管不影響睡眠潛伏期，但增加睡眠時間)。

進一步通過逆行示蹤病毒揭示了SDS激活的VTA區域抑制性神經元接受來自于外側視前區、下丘腦室旁核和導水管周圍灰質區域輸入。

圖4：光纖鈣成像記錄VTA區域不同類型抑制性神經元活性

VTA區域抑制性神經元中42%為生長激素抑制素（SST）神經元，10%為小清蛋白（PV）能神經元。光纖鈣成像技術發現SDS應激后這兩類神經元均被激活，其中SST神經元激活更多一些，并且是持續性激活。

光纖鈣成像技術發現在NERM和REM的睡眠期間VTA區域SST神經元活性增加，而PV能神經元在覺醒期間激活。單獨慢性激活VTA區域SST神經元可促進睡眠。此外， SDS應激可激活VTA區域SST神經元，重激活這類神經元后可增加睡眠時間。

通過病毒誘導VTA區域SST神經元凋亡后能夠阻斷SDS的促進睡眠的作用，仍然保持焦慮狀態。在VTA區域SST神經元正常被激活后SDS的促進睡眠可發揮緩解焦慮情緒的作用。這就表明VTA區域SST神經元介導的應激促睡眠可緩解焦慮。

圖5：CRF熒光探針記錄大腦中CRF的動態變化

注射編碼促腎上腺皮質激素釋放因子（CRF）的熒光探針（由北京大學生命科學院李毓龍課題組開發的探針）后，經歷SDS應激后下丘腦室旁核CRF熒光強度增加，但在抑制VTA區域SST神經元后可明顯降低CRF濃度。

總的來說，本文揭示了急性應激引起焦慮的同時激活VTA區域SST神經元，通過VTA—LH環路促進睡眠，進而緩解焦慮情緒。

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