我们日常生活中需要不断克制冲动行为:面对危险环境懂得回避、不去触碰会带来负面后果的事物,同时维持合适的活动水平。如果这种自我约束能力下降,就容易出现冲动、活动过度等表现。那么,大脑中除了熟知的多巴胺系统,是否还有离子通道参与调控这类行为呢?
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2026年8月19日,世宗大学Hyung Wook Kim教授与高丽大学Jae-Yong Park教授团队在《Neuropsychopharmacology》上发表研究“Anoctamin 2 deletion alters dopamine-related signaling and impairs inhibitory behavioral control in mice”,首次揭示了钙激活氯通道ANO2在行为抑制控制中的关键作用。
研究发现,ANO2在多个多巴胺相关脑区神经元中表达;基因缺失造成小鼠年龄依赖性多动、行为抑制控制受损、风险与厌恶相关应答异常;分子层面出现脑区特异性多巴胺合成、受体及下游信号改变。
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ANO2 敲除小鼠构建、基因表达验证
团队利用CRISPR-Cas9靶向敲除小鼠TMEM16B(ANO2)基因17号外显子。
基因型 PCR、qRT‑PCR、蛋白免疫印迹共同证实,敲除小鼠脑内 ANO2 的 mRNA 与蛋白水平显著下降,同源基因 ANO1 表达不受干扰。脑区定量检测显示,前额叶皮层、纹状体、黑质、腹侧被盖区、小脑等脑区 ANO2 转录本显著降低。免疫荧光显示 ANO2 主要表达于神经元(NeuN 阳性细胞),胶质细胞几乎不表达;敲除组上述脑区神经元内 ANO2 荧光强度大幅下调。
因此,ANO2在多巴胺相关脑区的神经元中高表达,敲除成功且不干扰ANO1。
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ANO2 缺失带来的多维度行为学改变
旷场实验、高架十字迷宫、明暗箱实验显示,年轻 ANO2 敲除小鼠总运动距离未见显著改变,但对开放暴露区域的探索行为增多;年长敲除小鼠总活动量显著升高,呈现年龄依赖性多动。
被动回避实验、悬崖回避反应实验显示,面对厌恶刺激与危险场景,敲除小鼠抑制趋近行为的能力减弱,风险规避应答出现缺陷。
Y 迷宫、Morris水迷宫实验显示,敲除小鼠的空间工作记忆以及长时程空间记忆均未出现明显损伤。
平衡木实验、后肢夹持实验、前肢抓力测试显示,年轻敲除小鼠平衡木行走过程失足、掉落次数增加,后肢夹持评分升高;但前肢抓握力量与对照组无差异,提示发生选择性的运动协调与姿势控制异常,排除肌肉本身功能受损。
综合上述行为范式结果可知,ANO2 缺失主要损害小鼠的行为抑制控制能力,并不会引发全面的认知功能衰退。
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ANO2缺失如何影响多巴胺系统?
分子检测发现,敲除小鼠存在脑区特异的酪氨酸羟化酶 (TH) 总量与磷酸化水平下降,TH 磷酸化是多巴胺合成关键调控环节。ELISA 检测提示前额叶、纹状体、黑质‑腹侧被盖区、小脑多巴胺含量下降,但多巴胺转运体 DAT 的 mRNA 与蛋白表达均未改变,提示多巴胺降低源于合成受损而非重摄取异常。多巴胺受体呈亚型、脑区依赖性改变,其中 D2 受体在多个核心脑区一致性下调;多巴胺合成酶 DDC、囊泡转运蛋白 VMAT2、下游信号分子 DARPP‑32、Adcy5 表达区域性下降,而维持多巴胺神经元身份的转录因子无变化。
因此,ANO2缺失导致多巴胺合成↓、D2受体↓,但神经元身份保留。
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全文总结
该工作构建 ANO2 全基因敲除小鼠,确认钙激活氯通道 ANO2 大量表达于多巴胺环路相关脑区的神经元。ANO2 缺失可引发小鼠年龄依赖的活动亢进、厌恶及风险场景下行为抑制能力受损,伴随部分运动协调缺陷,而空间学习记忆功能不受影响。
分子层面,ANO2 缺失会造成多个脑区酪氨酸羟化酶磷酸化降低、多巴胺含量下降,多巴胺受体亚型及下游信号分子发生区域性改变,多巴胺神经元细胞身份维持相关转录程序不受影响,其余神经递质系统仅出现轻微改变。该研究证明 ANO2 可调控多巴胺相关信号通路与行为抑制控制,丰富了钙激活氯通道在神经精神疾病相关环路的研究证据。
小编寄语:
日常生活中我们时刻都在进行冲动抑制、风险判断,这些看似简单的行为,背后是大脑众多分子与环路精密协作的结果。过去大家更多关注多巴胺本身,这篇研究提醒我们,离子通道同样会间接塑造多巴胺系统功能,进而影响行为自控。
这项基础研究打开了新的研究角度,为理解多动、冲动类行为的生物学基础提供新思路,期待后续更多研究推进,帮助我们进一步解析人类精神行为的底层机制。
参考文献
https://doi.org/10.1038/s41386-026-02525-9
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