你是否想过,情绪焦躁不安,可能和大脑里的 "铁" 含量有关?
慢性压力会扰乱大脑某些脑区的铁稳态、改变神经环路的兴奋性,但背后的机制一直不清楚。研究还发现,约 40% 的焦虑患者对现有药物反应不佳、起效要等数周。那压力到底如何借用铁的转运来诱发焦虑?能否通过干预这条通路来治疗?
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2026年10月15日,浙江大学王福俤/闵军霞、华南理工大学王卓团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》上发表研究“Rescuing anxiety by targeting the neuronal-astrocytic iron signaling axis in male mice”。
该研究在雄性小鼠慢性束缚应激模型中发现,应激激活 mPFC 锥体神经元活性依赖性释放 HMGB1,作用于星形胶质细胞 TLR4 刺激局部 hepcidin 分泌;hepcidin 逆向降解腹侧海马‑mPFC 轴突终末的铁外排蛋白 ferroportin(FPN),阻断突触前铁外流,造成 vHip‑mPFC 投射神经元铁蓄积、经铁可塑性增强固有兴奋性并引发焦虑;经鼻给予 HMGB1/TLR4 拮抗剂可恢复突触铁流、缓解应激性与固有高焦虑小鼠的焦虑。
核心亮点速览
慢性应激破坏vHip→mPFC环路的突触铁转运,FPN减少介导焦虑
关键轴:HMGB1→TLR4→hepcidin→FPN降解→铁蓄积→过度兴奋→焦虑
提出“逆向铁突触神经胶质耦联”新机制
经鼻给予HMGB1/TLR4拮抗剂可缓解应激性与固有高焦虑
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慢性应激如何影响脑内铁转运?
首先,研究发现CRS 模型小鼠出现焦虑样行为,并伴有腹侧海马(vHip)至内侧前额叶(mPFC)环路的铁转运障碍。
多种同位素铁示踪(56Fe/57Fe/59Fe)证实从 vHip 到 mPFC 的铁转运受损。作为脑内唯一已知铁外排蛋白的 FPN 在 mPFC 轴突终末富集,CRS 后其水平降低;在 vCA1‑mPFC 投射终末敲低或药理学抑制 FPN(VIT‑2763)可复制 CRS 表型、诱发焦虑,而过表达 FPN 则恢复铁转运并改善焦虑样行为。mPFC 星形胶质细胞源性 hepcidin 调控 FPN 及铁转运与焦虑行为。
因此,CRS破坏vHip→mPFC铁转运、降低轴突终末FPN;抑制FPN诱发焦虑,过表达FPN改善焦虑。
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应激如何启动这一系列变化?
神经元活性依赖性释放的 HMGB1 与星形胶质细胞 TLR4 结合,刺激局部 hepcidin 分泌。
活性标记(RAM)实验证实,应激性激素激活 mPFC 神经元后诱导 HMGB1 释放。hepcidin 以逆向方式降解 vCA1 投射至 mPFC 轴突终末的 FPN,阻断突触前铁外流,使 vCA1 胞体铁蓄积,通过铁可塑性(ferroplasticity)增强 vHip‑mPFC 投射神经元固有兴奋性与环路输出。
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拮抗 HMGB1/TLR4 轴缓解焦虑
经鼻给予 HMGB1 拮抗剂(GL)或 TLR4 拮抗剂(TAK‑242)14 天,可降低 mPFC hepcidin 水平、恢复突触铁流,并缓解 CRS 诱导的焦虑样行为;在 100 只动物的队列中,对固有高焦虑亚群同样有效。
研究总结出 "逆向铁突触神经胶质耦联(retrograde ferrosynaptic neuroglial coupling)" 工作模型:应激→mPFC 神经元 HMGB1→星形胶质 TLR4→hepcidin→轴突终末 FPN 降解→铁蓄积→过度兴奋→焦虑。
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总结全文
该研究揭示慢性应激诱发焦虑的 "逆向铁突触神经胶质耦联" 机制:应激使 mPFC 锥体神经元活性依赖性释放 HMGB1,结合星形胶质细胞 TLR4 刺激 hepcidin 分泌,hepcidin 逆向降解 vHip‑mPFC 轴突终末的铁外排蛋白 FPN、阻断突触前铁外流,导致投射神经元铁蓄积并经 "铁可塑性" 增强固有兴奋性、诱发焦虑;经鼻给予 HMGB1/TLR4 拮抗剂可恢复突触铁流并缓解焦虑,确立了 HMGB1‑TLR4‑hepcidin‑FPN 轴为可干预的治疗靶点。
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小编寄语:
这项研究让我们重新理解焦虑。它不只是神经递质失衡,还可能是金属代谢紊乱。铁,大众熟知主要参与机体供氧、能量代谢,如今被证实同样深度参与情绪行为的调控。
更值得期待的是,科学家发现,经鼻给予HMGB1/TLR4拮抗剂可以缓解焦虑,不仅对应激诱导的焦虑有效,对天生高焦虑人群也有效。这为广泛性焦虑障碍的治疗提供了新思路。而且,TAK-242是已进入临床研究的TLR4拮抗剂,这为老药新用提供了可能。
https://doi.org/10.1038/s41392-026-02921-z
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