10月19日,，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,、國家醫(yī)學(xué)兒童中心（上海）兒童腦科學(xué)中心黃菊?qǐng)F(tuán)隊(duì)在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊Neuron《神經(jīng)元》發(fā)表封面文章“Excitatory SST neurons in the medial paralemniscal nucleus control repetitive self-grooming and encode reward”。該工作發(fā)現(xiàn)內(nèi)側(cè)腦橋旁核（medial paralemniscal nucleus, MPL）中的興奮性生長抑素神經(jīng)元（somatostatin-positive neurons, SST）能夠控制小鼠的刻板重復(fù)行為并編碼獎(jiǎng)賞,，抑制這群神經(jīng)元會(huì)削弱小鼠應(yīng)對(duì)壓力刺激之后緩解焦慮的能力,。
如封面所示,，執(zhí)行理毛刻板行為能夠?yàn)樾∈髱硎婢徲鋹偟那榫w體驗(yàn)，而位于中腦的花蕾正是控制這種行為的內(nèi)側(cè)腦橋旁核,，該核團(tuán)通過神經(jīng)環(huán)路連接對(duì)壓力與獎(jiǎng)賞相關(guān)行為的調(diào)控起到了重要作用,。黃菊?qǐng)F(tuán)隊(duì)文章榮幸被選為當(dāng)期封面刊登，充分體現(xiàn)了該論文的重要發(fā)現(xiàn)和潛在引領(lǐng)作用,。
Neuron當(dāng)期封面文章（2022 Oct 19,；110（20）：3356-73）
MPLSST神經(jīng)元控制小鼠的刻板重復(fù)行為并編碼獎(jiǎng)賞
焦慮是常見的一種情緒狀態(tài)，但是嚴(yán)重的焦慮會(huì)讓一些病人產(chǎn)生以身體為導(dǎo)向的刻板重復(fù)行為（Body-focused repetitive behaviors,，BFRBs）,，這是一種常見的神經(jīng)精神類疾病?；颊邥?huì)反復(fù)出現(xiàn)針對(duì)自身某個(gè)部位的非功能性行為,，例如反復(fù)拔毛、扒皮和咬手指等行為,。BFRBs受到焦慮情緒誘導(dǎo)并具有反作用于情緒的作用,。這種行為可能是人類和動(dòng)物共有的一種受壓力誘發(fā)的情緒調(diào)控表現(xiàn)，旨在通過減少警覺或者調(diào)動(dòng)腦內(nèi)獎(jiǎng)賞系統(tǒng)來抵抗壓力引起的焦慮情緒,。BFRBs患者表現(xiàn)出在執(zhí)行刻板重復(fù)行為之后感受到焦慮緩解或者產(chǎn)生愉悅情緒,，類似一種如釋重負(fù)的滿足感。盡管心理學(xué)認(rèn)為BFRBs行為有助于控制負(fù)面情緒,，但目前尚不清楚這種刻板重復(fù)行為與情緒調(diào)控之間相互作用的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制,。與人類BFRBs類似，動(dòng)物在面對(duì)壓力時(shí)會(huì)顯著增加自我理毛行為,。目前尚不清楚控制這種刻板重復(fù)行為的神經(jīng)元集群是如何連接并影響與情緒調(diào)控相關(guān)的神經(jīng)元集群,，以及這種刻板重復(fù)行為是否會(huì)產(chǎn)生獎(jiǎng)勵(lì)效應(yīng)。
黃菊?qǐng)F(tuán)隊(duì)在Neuron《神經(jīng)元》發(fā)表的這篇研究論文利用嚙齒動(dòng)物重復(fù)自我理毛行為（self-grooming）作為研究模型來探索刻板重復(fù)行為調(diào)控情緒的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制,。研究發(fā)現(xiàn)位于中腦內(nèi)側(cè)腦橋旁核MPL中的興奮性SST神經(jīng)元介導(dǎo)小鼠的自我理毛行為并編碼獎(jiǎng)賞,。光纖鈣信號(hào)記錄顯示MPLSST神經(jīng)元具有與理毛行為強(qiáng)相關(guān)的神經(jīng)元活動(dòng)，參與理毛行為的啟動(dòng)和維持（圖1）,。研究人員發(fā)現(xiàn),，抑制MPLSST神經(jīng)元不僅顯著減少小鼠壓力誘導(dǎo)的重復(fù)自我理毛行為，還損害應(yīng)對(duì)壓力刺激的焦慮緩解能力,。激活MPLSST神經(jīng)元?jiǎng)t顯著關(guān)聯(lián)正性情緒效價(jià),，產(chǎn)生獎(jiǎng)勵(lì)效應(yīng)，并且驅(qū)動(dòng)強(qiáng)化,。
圖1：激活MPLSST神經(jīng)元誘發(fā)小鼠的自我理毛行為,，鈣信號(hào)記錄顯示MPLSST神經(jīng)元的活動(dòng)與小鼠理毛行為的啟動(dòng)和維持密切相關(guān)。
研究人員通過對(duì)成年小鼠包含MPL腦區(qū)的腦片進(jìn)行空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析,，發(fā)現(xiàn)MPL富集表達(dá)編碼神經(jīng)肽的SST和PTH2基因,?？臻g轉(zhuǎn)錄、熒光原位雜交和電生理記錄確定了MPL的SST神經(jīng)元是以谷氨酸為遞質(zhì)的興奮性神經(jīng)元,，且其中約一半的神經(jīng)元共釋放神經(jīng)肽PTH2（圖2）,。
圖2：空間轉(zhuǎn)錄組分析顯示MPL富集表達(dá)神經(jīng)肽SST和PTH2。
負(fù)性情緒相關(guān)腦區(qū)中央杏仁核CeA向MPLSST神經(jīng)元的輸入直接參與壓力刺激誘導(dǎo)的自我理毛行為,。同時(shí),，中腦腹側(cè)被蓋區(qū)VTA，一個(gè)重要的編碼獎(jiǎng)賞的腦區(qū),，直接接受來自MPLSST神經(jīng)元的支配,。MPLSST神經(jīng)元與VTADA神經(jīng)元（dopamine neurons, DA）形成興奮性單突觸連接。激活MPLSST神經(jīng)元能夠在VTADA神經(jīng)元的下游投射位點(diǎn)伏隔核中記錄到多巴胺的大量釋放（圖3）,。通過表征相關(guān)的上游和下游連接,，研究人員在功能上驗(yàn)證了CeA-MPLSST-VTADA這一神經(jīng)環(huán)路在調(diào)控小鼠自我理毛行為和緩解壓力后焦慮情緒中的重要作用，揭示了刻板重復(fù)行為與情緒調(diào)控的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制,。
圖3：激活MPLSST神經(jīng)元能夠引起NAc腦區(qū)多巴胺的大量釋放,。
綜上所述，這項(xiàng)研究揭示了刻板重復(fù)行為與情緒調(diào)控之間相互作用的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制,，為理解人類BFRBs相關(guān)精神疾病的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制提供了重要的理論依據(jù),。
孫靜靜博士、袁媛博士研究生和吳小華博士為該論文的共同第一作者,，黃菊研究員為通訊作者,。該成果得到了科技部“腦科學(xué)與類腦研究”重大項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目,、上海市高水平大學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目的資助,。
