Sci Adv: 科学家在细胞水平上观察“压力”是如何产生的

长期压力可能是我们这个时代的普遍状况。从长远来看，压力会导致新陈代谢疾病并加速衰老，并导致更严重的心理疾病。压力的物理表现起源于大脑，它们沿着所谓的“应力轴”移动，该轴在肾上腺中终止。然后这些腺体产生激素皮质醇。当压力轴不断被激活时，沿途细胞和器官中会发生变化，而皮质醇的持续产生则在很大程度上加剧了慢性压力症状。

应激反应轴始于大脑的下丘脑，穿过脑下垂体，然后到达肾脏附近的肾上腺。近日，以色列魏兹曼科学研究所和德国马克斯·普朗克精神病学研究所的科学家使用新技术来观察整个应力轴，他们的发现发表在《Science Advance》上。

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这项新研究由魏兹曼科学研究所和马克斯·普朗克精神病研究所的Alon Chen教授联合神经生物学实验室的博士后研究员Juan Pablo Lopez博士领导，它利用了一种相对较新的技术，可以使研究人员识别差异。跨组织中的所有细胞类型。这种方法类似于识别一碗水果沙拉中的单个水果，而不是将水果沙拉变成“圆滑的”然后尝试识别所有水果的平均特征的标准方法。但是在这种情况下，任务要比将苹果和橙子分开要复杂得多：Pablo Lopez和研究小组绘制了应力轴的整个长度，检查了整个路径上许多单个细胞的活动。他们对两组小鼠进行了这项分析-一组没有压力的小鼠和一组遭受慢性压力的小鼠。
总的来说，研究小组在该轴上的三个点上绘制了21,723个细胞，并比较了两组小鼠的发现。他们指出，随着压力信息从一个器官转移到另一个器官，细胞和组织自身的基因表达发生了较大变化。该团队发现了下丘脑正常小鼠和压力小鼠之间的66个基因发生了改变，垂体中的692个基因和肾上腺中的高达922个基因发生了改变。肾上腺是在慢性应激暴露下可以明显改变其大小的腺体，研究人员正是在这里注意到了各种细胞之间最显著的变化。
该技术使研究人员首次能够识别出可能在应激反应和适应中起关键作用的肾上腺细胞亚群。这些是位于外层或肾上腺皮质的内分泌细胞。除其他外，研究小组鉴定了一个称为Abcb1b的基因，并发现该基因在压力情况下在这些细胞中过表达。该基因在细胞膜上编码一个泵，该泵将物质从细胞中排出，科学家认为它在皮质醇的释放中起作用。Pablo Lopez说：“如果产生了额外的压力荷尔蒙，细胞就需要额外的释放阀来释放这些荷尔蒙。”
小鼠中的发现与人类有关吗？与英国，德国，瑞士和美国的大学医院的研究人员合作，科学家获得了从患者身上去除的肾上腺，以缓解库欣病的症状。尽管该疾病是垂体生长的结果，但其结果可能与慢性应激（体重增加和代谢综合征，高血压，抑郁或烦躁）相同，因此在某些情况下，可以通过去除肾上腺来治疗，从而减少患者的压力荷尔蒙负荷。确实，这些患者肾上腺中的细胞呈现出与慢性应激组小鼠相似的图像。
研究人员从先前对抑郁症遗传学的研究中知道了他们所鉴定的基因Abcb1。已经发现该基因是多态的，它具有多个变体，并且至少一个与更高的抑郁风险相关。该小组在血液测试中分析了这种变体的表达，这些血液测试来自一组患有抑郁症和暂时性压力的受试者。他们发现某些变体确实确实影响了肾上腺处理来自轴的压力信号的方式。（生物谷 Bioon.com）
资讯出处：Stress on every cell: Mapping the stress axis in detail
原始出处：Juan Pablo Lopez et al. Single-cell molecular profiling of all three components of the HPA axis reveals adrenal ABCB1 as a regulator of stress adaptation, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abe4497