顾婷婷，刘清珍综述，张利东审校

0 引 言

近年来，关于创伤后应激障碍(post-traumatic stress disorder，PTSD)的病理机制研究逐渐增多。由于新型冠状病毒肺炎疫情造成人们生活方式和环境的极大改变，以及突发公共事件、极端气候等因素造成的经济打击及身心损伤，心理健康成为生活的重要问题。调查显示，PTSD的终身发病率为1.3%～12.2%[1]。PTSD患者由于认知功能的障碍，往往生存质量大幅下降，并伴发其他多种疾病如慢性疼痛、心脏疾病等，其机制和治疗一直是近年来的研究热点。然而，当前对于PTSD的治疗疗效，往往无法产生令人满意的效果。药物治疗作为当前PTSD最有效的治疗方式，在临床上仅有选择性5-羟色胺再摄取抑制剂等少数药物被批准用于PTSD的治疗，另有大量动物和临床实验证明氯胺酮、艾司氯胺酮等药物对PTSD疗效显著[2-4]，然而并未广泛应用于临床。因此，需要深入研究PTSD的发病机制，寻找更加高效安全的治疗靶点。

小胶质细胞是大脑重要的免疫活性细胞，可持续性监测周围微环境。由大脑稳态失调而激活，常伴随着形态和吞噬活性的改变，激活方向取决于环境和应激的类型。激活状态下可释放大量细胞因子、脑营养因子、趋化因子等进行对大脑的调节，也可通过其吞噬作用，协调免疫系统对神经系统的调节。作为中枢神经系统中的主要免疫细胞类型，小胶质细胞已被发现与多种脑部疾病相关，包括自闭症、神经退行性疾病(阿尔茨海默病和帕金森病)、神经性疼痛和抑郁症等[5]。小胶质细胞形态的变化、促炎细胞因子的基因表达水平和行为表现之间存在显著相关性。本文主要就小胶质细胞在创伤后应激障碍中作用机制的研究进展作一综述。

1 PTSD与免疫相关性研究

免疫系统的失衡和过度的神经炎症对于PTSD的发生发展具有重要的推动作用。小胶质细胞作为中枢神经系统中主要的固有免疫细胞，是神经炎症的关键介质[6-7]。应激条件下，稳态失调，小胶质细胞迅速激活，产生大量细胞毒性分子，包括促炎细胞因子、谷氨酸等。活化的炎性小胶质细胞还通过分泌白细胞介素-1α(IL-1α)、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)和补体C1q(complement C1q)诱导A1星形胶质细胞激活。A1星形胶质细胞丧失促进神经元存活、生长、突触发生和吞噬作用的功能，进一步诱导神经元和少突胶质细胞死亡[8]。

PTSD患者常表现为全身慢性炎症反应。临床研究发现，患者外周血以及脑脊液中促炎细胞因子如IL-1β、IL-6、TNF-α[9]等以及急性期蛋白C-反应蛋白(C-reactive protein，CRP)均明显升高。动物模型也证明，慢性应激可诱发炎性相关的免疫学变化[9]。此外，PTSD与多种其他临床疾病相关，如心血管疾病、糖尿病、胃肠道疾病、纤维肌痛、慢性疲劳综合征、肌肉骨骼疾病和自身免疫性疾病，而这些疾病均含炎症免疫相关因素[10]。应激会增加下丘脑室旁核中促肾上腺皮质激素释放激素和精氨酸加压素的合成和释放，促肾上腺皮质激素释放激素刺激交感神经系统释放儿茶酚胺(catecholamine，CA)，包括去甲肾上腺素。去甲肾上腺素的释放增加促进大量促炎因子的产生，如IL-1β、IL-6、TNF-α等[9]。

2 小胶质细胞对神经系统的影响

小胶质细胞是位于中枢神经系统的巨噬细胞，可整合由应激诱导的神经免疫信号。在中枢神经系统中有免疫防御，神经发育，髓鞘修复等多种功能，在神经系统发育中可吞噬凋亡的神经元，为血管和神经元提供营养支持，协助髓细胞形成和突触修剪，并表达感知体，与多种神经类疾病密切相关。小胶质细胞的形态具有高度可塑性，与神经元突触以固定频率相接触，从而检测到突触的功能状态，这种接触同时也为神经元活性所依赖[11]。

小胶质活化和神经炎症常作为神经病理状态的重要特征。而小胶质细胞通过向不同的活化表型(M1和M2型)转变以应对大脑所发生的炎症，毒素及组织损伤等改变。M1型激活后释放大量促炎细胞因子，包括干扰素-γ(INF-γ)、TNF-α、IL-1β、一氧化氮合酶(iNOS)和活性氧(ROS)等。当小胶质细胞过度激活时，M1型小胶质细胞将释放过多促炎细胞因子，产生神经毒性，加重组织损伤。而M2型小胶质细胞作为一种神经保护细胞，分泌抗炎因子并上调神经保护因子[12]。因此，靶向控制小胶质细胞的激活状态，也是调节中枢神经系统活动的重要方式。

3 恐惧记忆和小胶质细胞的联系

应激压力可影响小胶质细胞对细胞因子和神经营养因子的释放，促进小胶质细胞介导的突触吞噬作用。当小胶质细胞处于异常激活的状态下，细胞因子的产生失衡并参与情境恐惧记忆、恐惧消退失调、恐惧泛化过程；而同时，吞噬作用的失调也与恐惧泛化及恐惧遗忘相关。

3.1小胶质细胞与恐惧记忆创伤性事件所造成的恐惧情绪往往使患者印象深刻，并且可能随着时间的流逝而加重，而对于创伤事件本身具体的情境信息，往往易于模糊。我们将事件内容、伴随信息清晰的恐惧记忆称为情境化恐惧记忆，反之为非情境化恐惧记忆。非情境化恐惧记忆和过激的情绪恐惧记忆是PTSD的重要特征[13]。

星形胶质细胞和小胶质细胞具有与远程记忆相关的持久性基因表达特征，这表明其参与记忆环路的形成[14]。动物对情绪因素的条件反射比其他具体情境的更强烈，研究发现，糖皮质激素和去甲肾上腺素能信号传导是应激源诱导小胶质细胞炎性改变的两个最著名的途径，均可影响小胶质细胞炎性状态的改变[15-16]。在海马中，急性应激增加小胶质细胞的数量，而慢性应激会导致小胶质细胞的老化和失活。因此，压力引起的小胶质细胞激活的强度和持续时间是可能导致不同病理结果的重要特征[17]。

3.2小胶质细胞与恐惧消退巴甫洛夫恐惧条件反射广泛应用于研究与恐惧有关的疾病。采用小鼠足部电击实验造模，多次偶联声音和电击条件，当仅给予声音刺激(即条件刺激)时，小鼠仍旧有以僵直为主的恐惧反应。而当重复多次给予声音刺激，而并不偶联电击刺激后，小鼠的僵直时间明显缩短，此过程为恐惧消退[13]。在临床上，对于PTSD患者的心理治疗，常使其暴露于恐惧条件进行冲击疗法或系统性脱敏疗法等，疗效显著，这就是恐惧消退的过程。

恐惧记忆消退障碍是PTSD的一个重要特征，大量动物实验揭示了消退障碍与小胶质细胞之间的联系。Iba1和CD11b/c表达常作为反映小胶质细胞数量和密度的指标。使用小胶质细胞抑制剂-米诺环素时，恐惧反应明显减轻，并阻止了恐惧的恢复[18]。在NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3, NLRP3)敲除小鼠中发现IL-1β、TNF-α水平以及海马区Iba1免疫阳性细胞数量与恐惧消退水平呈负相关[19]。在一项益生菌调节恐惧记忆实验中，治疗组恐惧消退明显，而海马齿状回中小胶质细胞活化明显少于对照组；研究发现，恐惧条件反射导致海马神经回中激活的小胶质细胞突触消失、小胶质细胞激活和突触吞噬作用。益生菌治疗抑制了这些变化，促进了恐惧记忆的消退，并抑制了消退后恐惧行为的恢复[20]。一系列研究表明，参与恐惧记忆回路的大脑区域中，来自小胶质细胞的炎症介质增加和神经营养因子减少会导致恐惧消退缺陷。

3.3小胶质细胞与恐惧泛化随着事件的推移，对于创伤事件的具体情境，患者往往出现记忆上的偏差，情境恐惧记忆不再特定于情境，甚至出现过度概括；因此，类似的创伤情境也会引起患者恐惧情绪的爆发，从而对患者的日常生活造成严重的干扰，这是恐惧泛化的表现。对于恐惧泛化与小胶质细胞变化关系的研究还不够清晰。在恐惧记忆环路中，杏仁核是主要的协调器，接受来自丘脑和皮层的感官和情绪信息，以及来自海马的情境信息。因此，海马的神经发生对恐惧泛化具有重要的影响[13]。将糖皮质激素直接注射到海马体中，发现恐惧泛化在情境恐惧学习中明显增强[7]，但此过程是否是通过诱导炎性小胶质细胞而改变，尚无明确的研究证据。不断有研究表明，小胶质细胞参与海马的神经发生过程。通过改变小胶质细胞的炎性状态而影响海马的神经发生，可能是影响海马恐惧泛化的重要机制[13]。

3.4小胶质细胞与恐惧遗忘区别于恐惧消退，恐惧遗忘指恐惧记忆的消失，并无消退记忆的再现和巩固。遗忘是个主动的记忆过程，促进恐惧记忆遗忘也是治疗PTSD的一个重要方法[13]。研究证明，通过运用神经发生增强剂以增加海马神经发生来诱导遗忘对于促进远程恐惧记忆的遗忘是必要的[21]。近期的一项研究中揭示，小胶质细胞介导的补体依赖性突触消除是远期记忆遗忘的重要机制[14]。当阻止齿状回或海马CA1区的小胶质细胞吞噬作用时，均可抑制恐惧记忆的遗忘，并阻止相应恐惧印迹细胞的解离[22]。因此，小胶质细胞的吞噬作用对恐惧遗忘具有重要意义。

4 小胶质细胞影响PTSD发生发展的相关机制

4.1 炎症小体和细胞因子随着遗传学技术的进步，越来越多的证据揭示了PTSD与免疫相关功能基因的密切联系。研究发现，血清促炎细胞因子和C反应蛋白水平与PTSD症状呈正相关[23-24]。应激条件下，海马和基底杏仁核中应激激素的过度升高将影响情境信息的传递，糖皮质激素和去甲肾上腺素信号通路是应急源诱导小胶质细胞炎性改变的主要途径。在足部电击实验中，压力暴露后不久，NLRP3小体即激活，但活化水平较低，可能局限于小胶质细胞；研究另外发现应激刺激后启动神经炎症的过程可能主要发生在小胶质细胞中[19]。当给于小胶质细胞抑制剂米诺环素时，炎性因子明显减少[25]。小胶质细胞通过释放促炎细胞因子如IL-1β, TNFα, 和 IL-6，NO等参与调节精神应激后所造成的心理和行为改变，对IL-1信号通路的阻滞可以成功改善由应激诱导的异常社会交互行为[26]。小胶质细胞的炎性激活也会导致中枢神经系统因氮氧失衡而导致神经中毒[27]，并抑制神经再生；其中，缺氧诱导的缺氧诱导因子(hypoxia-inducible factor，HIF)又是小胶质细胞活化的主要驱动因子，也是 Th17细胞活化的主要机制，Th17细胞活化是自身免疫上调，导致组织损伤的主要机制[28]。过度的炎性改变往往也会造成神经突触的损伤，而影响正常的神经信号传递。其中，升高的IL-1β, TNFα可通过增加海马GluR1的磷酸化，导致突触变性和神经元死亡，损害长时程增强[29]，最终造成认知和行为能力的异常。

4.2突触可塑性突触可塑性，即增强或减弱神经元突触之间的信号传递的能力，其中包括长时程增强(long-term potentiation,LTP)和长时程抑制(long-term depression，LTD)。静息小胶质细胞在调节神经元活动，突触传递以及突触结构的形成，修饰或消除方面具有重要的生理功能。PTSD小鼠海马的CA1区域树突棘密度明显降低，证明突触失调可能导致学习和记忆障碍。脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)-酪氨酸激酶受体B(tyrosine Kinase receptor B，TrkB)通路是影响突触可塑性的重要途经，BDNF敲除小鼠在海马中显示出 N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartic acid receptor，NMDA)受体依赖性突触可塑性受损。恐惧条件下，NMDA受体激活，通过下游信号机制作用，突触位点AMPA受体嵌入增多，而AMPA受体的增多导致了LTP的损害和条件恐惧反应的加重。小胶质细胞通过BDNF、转化生长因子-β等信号分子以及补体蛋白如C1q、CR3等[22, 30]调节神经元的功能，这对成熟神经元的突触可塑性和学习记忆能力非常重要。其中，C1q依赖性补体途径重度参与小胶质细胞对突触的剪除过程，突触修剪是神经可塑性的一部分。在储存记忆的印迹细胞中，补体途径抑制剂白细胞分化抗原55可破坏这种小胶质细胞和C1q依赖性补体途径相偶联的作用[22]。另有研究发现，TNF-α 也可通过小胶质细胞的作用而差异性调节海马和脊髓的突触可塑性[31]。研究表明，调节小胶质细胞活动，将影响海马依赖的神经元可塑性[32]，从而影响学习和记忆能力。

4.3吞噬作用小胶质细胞是存在于中枢神经系统的吞噬性免疫细胞。健康状态下，小胶质细胞通过C1q、C3、CR3“Eat Me”和CD47、SIRPα“Don't Eat Me”补体通路，以及其他如CX3CR1信号通路[33]，吞噬凋亡神经元和修剪活神经元突触，维持神经元正常功能状态。过度的神经元吞噬作用，则会产生更严重的功能障碍[34]。在慢性不可预测应激(chronic unpredictable stress，CUS)实验中，应激被证明可引发小胶质细胞的突触吞噬作用。足部刺激也可导致内侧前额叶皮层和背侧海马的小胶质细胞超分支和树突棘减少。在CUS模型中，额叶皮质的小胶质细胞显示集落刺激因子1受体(colony-stimulating factor 1 receptor，CSF1)表达增加和神经元吞噬作用加强；以病毒为介质敲减内侧前额叶皮层神经元的CSF1，可减轻小胶质细胞介导的神经元重塑，并缓解了由CUS造成的行为缺陷[35]。小胶质细胞的自噬功能失调也可引起吞噬功能的负性改变，同时影响小胶质细胞炎性状态的转变[36]。

4.4即刻反应基因即刻早期基因的发现和运用，使印迹神经元得以成功被标记。即刻早期基因(Immediate early genes，IEGs)的表达，如活性调节的细胞骨架蛋白(activityregulatedcy toskeletalprotein, Arc)、即刻早期反应基因(c-fos)和早期生长反应基因-1(EGR-1)等，与PTSD中的突触可塑性和恐惧记忆有关[37]。一项研究发现，地塞米松可通过 c-fos/NLRP3/caspase-1 级联途径抑制脂多糖和三磷酸腺苷刺激下小胶质细胞的炎症反应[38]，而c-fos对于小胶质细胞影响的具体机制尚无明确研究。由PTSD动物所诱导的痛觉过敏模型，往往伴随着Iba-1的升高和Fos的激活。而当鞘内注射 c-fos 反义寡脱氧核苷酸，可显著抑制神经元和小胶质细胞的激活。反之，当激活小胶质细胞时，IL-6的合成增加，而IL-6R的激活抑制Fos的激活[39]。Fosb基因编码激活蛋白-1转录因子复合体的亚基——两个成熟的mRNA：Fosb和ΔFosb，分别编码全长FOSB和ΔFOSB蛋白。实验中发现在Fosb低表达海马体中，小胶质细胞活化显着降低，如CD68免疫反应性显着降低，形态学变化明显，然而未观察到Iba-1阳性细胞数量的变化。而其是否可作为研究PTSD的靶点，还需更多的实验研究。该研究认为，Fosb产物通过调节炎性小胶质细胞活化，而加剧海马体中的神经炎症反应[40]。研究表明，小胶质细胞调节的炎症状态，可通过影响IEGs的表达水平，从而调节PTSD的突触可塑性和恐惧记忆。

5 结语与展望

近年来，越来越多的研究证据表明小胶质细胞是神经科学领域调节神经元功能和活动的关键调节因素。小胶质细胞和外周免疫系统具有双重作用：可驱动神经炎症以及其后的病理过程，也可缓解神经炎症，修复神经系统。在众多研究中，PTSD患者多个脑区发现小胶质细胞活化和促炎细胞因子水平升高。本文总结了小胶质细胞对于PTSD恐惧记忆各过程的影响及影响机制的研究，侧重于小胶质细胞炎性状态的激活和对神经炎症的推动作用，而对于小胶质细胞本身的不同状态如促炎、抑炎、失活状态的转换和相应机制缺乏深入的探讨。在急性应激和慢性应激状态下，小胶质细胞活性变化不同，对于两种应激状态的不同生理调节和机制区别，包括长期变化，未进行系统的阐述。而对于小胶质细胞对于神经炎症的长期调节和治疗措施，尚缺乏较为全面的研究。PTSD多个脑区均有明显神经炎症症状，目前研究较为深入的有前额叶皮层、杏仁核以及海马，而其他脑区如丘脑、下丘脑、终纹床核和导水管周围灰质是否重度参与小胶质细胞对创收后应激障碍神经炎症的调节过程，以及具体的机制，仍需要进行大量的研究。