G protein–coupled receptors (GPCRs) are implicated in the regulation of fear and anxiety. GPCR signaling involves canonical G protein pathways but can also engage downstream kinases and effectors through scaffolding interactions mediated by β-arrestin. Here, we investigated whether β-arrestin signaling regulates anxiety-like and fear-related behavior in mice in response to activation of the GPCR δ-opioid receptor (δOR or DOR). Administration of β-arrestin–biased δOR agonists to male C57BL/6 mice revealed β-arrestin 2–dependent activation of extracellular signal–regulated kinases 1 and 2 (ERK1/2) in the dorsal hippocampus and amygdala and β-arrestin 1–dependent activation of ERK1/2 in the nucleus accumbens. In mice, β-arrestin–biased agonist treatment was associated with reduced anxiety-like and fear-related behaviors, with some overlapping and isoform-specific input. In contrast, applying a G protein–biased δOR agonist decreased ERK1/2 activity in all three regions as well as the dorsal striatum and was associated with increased fear-related behavior without effects on baseline anxiety. Our results indicate a complex picture of δOR neuromodulation in which β-arrestin 1– and 2–dependent ERK signaling in specific brain subregions suppresses behaviors associated with anxiety and fear and opposes the effects of G protein–biased signaling. Overall, our findings highlight the importance of noncanonical β-arrestin–dependent GPCR signaling in the regulation of these interrelated emotions.

G 蛋白偶联受体 (GPCRs) 与恐惧和焦虑的调节有关。GPCR 信号传导涉及典型的 G 蛋白途径，但也可以通过由 β-arrestin 介导的支架相互作用参与下游激酶和效应子。在这里，我们研究了 β-arrestin 信号传导是否在小鼠中调节焦虑样和恐惧相关的行为，以响应 GPCR δ-阿片受体（δOR 或 DOR）的激活。向雄性 C57BL/6 小鼠施用偏向 β-arrestin 的 δOR 激动剂显示背侧海马和杏仁核中 β-arrestin 2 依赖性激活细胞外信号调节激酶 1 和 2 (ERK1/2) 以及 β-arrestin 1 依赖性ERK1/2 在伏隔核中的激活。在小鼠中，偏向 β-arrestin 的激动剂治疗与减少焦虑样和恐惧相关行为有关，有一些重叠和异构体特定的输入。相比之下，应用偏向 G 蛋白的 δOR 激动剂降低了所有三个区域以及背侧纹状体的 ERK1/2 活性，并且与恐惧相关行为的增加有关，而对基线焦虑没有影响。我们的结果表明 δOR 神经调节的复杂情况，其中特定大脑亚区域中的 β-arrestin 1 和 2 依赖性 ERK 信号抑制与焦虑和恐惧相关的行为，并反对 G 蛋白偏向信号的影响。总体而言，我们的研究结果强调了非经典 β-抑制蛋白依赖性 GPCR 信号在调节这些相互关联的情绪中的重要性。应用 G 蛋白偏向的 δOR 激动剂降低了所有三个区域以及背侧纹状体的 ERK1/2 活性，并且与恐惧相关行为的增加有关，而对基线焦虑没有影响。我们的结果表明 δOR 神经调节的复杂情况，其中特定大脑亚区域中的 β-arrestin 1 和 2 依赖性 ERK 信号抑制与焦虑和恐惧相关的行为，并反对 G 蛋白偏向信号的影响。总体而言，我们的研究结果强调了非经典 β-抑制蛋白依赖性 GPCR 信号在调节这些相互关联的情绪中的重要性。应用 G 蛋白偏向的 δOR 激动剂降低了所有三个区域以及背侧纹状体的 ERK1/2 活性，并且与恐惧相关行为的增加有关，而对基线焦虑没有影响。我们的结果表明 δOR 神经调节的复杂情况，其中特定大脑亚区域中的 β-arrestin 1 和 2 依赖性 ERK 信号抑制与焦虑和恐惧相关的行为，并反对 G 蛋白偏向信号的影响。总体而言，我们的研究结果强调了非经典 β-抑制蛋白依赖性 GPCR 信号在调节这些相互关联的情绪中的重要性。我们的结果表明 δOR 神经调节的复杂情况，其中特定大脑亚区域中的 β-arrestin 1 和 2 依赖性 ERK 信号抑制与焦虑和恐惧相关的行为，并反对 G 蛋白偏向信号的影响。总体而言，我们的研究结果强调了非经典 β-抑制蛋白依赖性 GPCR 信号在调节这些相互关联的情绪中的重要性。我们的结果表明 δOR 神经调节的复杂情况，其中特定大脑亚区域中的 β-arrestin 1 和 2 依赖性 ERK 信号抑制与焦虑和恐惧相关的行为，并反对 G 蛋白偏向信号的影响。总体而言，我们的研究结果强调了非经典 β-抑制蛋白依赖性 GPCR 信号在调节这些相互关联的情绪中的重要性。