2月6日,國際權威期刊《Nature Communications》在線發表了東南大學附屬中大醫院神經內科張志珺教授團隊與南京醫科大學胡剛教授和南京中醫藥大學吳芳芳副教授研究團隊的題為 “A visual cortical-lateral posterior thalamic nucleus circuit regulates depressive-like behaviors in male mice”即“視皮層-丘腦外側后核回路調節雄性小鼠的抑郁樣行為”的最新成果,揭示了初級視皮層調控雄性小鼠抑郁樣行為的新的環路機制,為精準神經調控治療抑郁障礙提供了新靶區。
東南大學為論文的通訊單位,東南大學附屬中大醫院神經內科張志珺教授、南京醫科大學胡剛教授和南京中醫藥大學吳芳芳副教授為本文的共同通訊作者,吳芳芳副教授為本文唯一第一作者,浙江大學崔一卉教授團隊在部分電生理實驗中做出了重要貢獻,中科院深圳先進技術研究院和深圳理工大學課題組做為通訊單位之一參與了本項研究。該研究得到了科技創新2030—重大項目、國家自然科學基金委醫學部重點項目等資助。
據悉,近一個世紀前學者已提出了情緒/情感的腦回路是邊緣回路即Papez環路的假設,越來越多的證據揭示了該封閉回路在情感加工或情感障礙中的核心作用,隨著腦影像和光遺傳學快速發展和應用,逐步闡明了其他腦區例如背外側前額葉、腹內側前額葉、外側疆核、伏隔核等在抑郁障礙和抗抑郁中的作用,然而,視覺皮層不屬于經典的情感腦區,盡管不斷有研究證據表明其腦結構功能和功能連接異常與抑郁關聯,但是遠未闡明視覺皮層分層和神經細胞亞型及其選擇性下游投射在抑郁發生的確切環路機制。
圖 初級視皮層-丘腦外側后核回路調節雄性小鼠抑郁樣行為
此次研究首先采用慢性束縛應激(CRS)誘導小鼠抑郁樣行為,并觀察到V1區神經元活性顯著降低。通過化學遺傳學和光遺傳學方法激活V1神經元可成功逆轉CRS小鼠的抑郁樣行為,證明了V1神經元在調控小鼠抑郁發生中重要作用。進一步分析表明,CRS導致V1谷氨酸能神經元活動的下調,而選擇性V1→LP神經環路在調控小鼠抑郁樣行為過程中起著至關重要的作用。當抑制V1中投射至LP的谷氨酸能神經元(GluV1→LP神經元)活動,即使在閾下應激條件下也會引發小鼠抑郁樣行為,并加劇由CRS全程暴露引起的小鼠的行為絕望和快感缺失;相反,增強這些神經元的活動則緩解了CRS小鼠的抑郁表型,證明了GluV1→LP神經元在調控抑郁樣行為中的關鍵作用。本研究結合蛋白組學和生物信息學分析還發現,Gγ4在CRS小鼠V1區的表達顯著降低,且這種變化與抑郁樣行為顯著相關,敲低GluV1→LP神經元中Gγ4會加重小鼠抑郁樣行為,而其過表達則能減輕抑郁表型。這些發現表明,Gγ4在情緒調節中發揮著重要作用,是抗抑郁治療的潛在分子靶點。
總之,該研究揭示了V1→LP神經環路在慢性應激引發的小鼠抑郁樣行為中的關鍵作用,強調了V1谷氨酸能神經元在慢性應激反應中的多重功能。這一發現不僅深化了我們對抑郁癥神經生物學機制的理解,還為開發新的干預策略提供了理論依據和實證,特別是在靶向分子Gγ4干預和V1→LP環路精準神經調控抗抑郁,另外,該研究進一步揭示了非經典情感腦區V1在應激和情緒調節中的復雜作用,拓展了對情緒障礙神經機制的認知。(編輯王倩 校對劉敏 編審程守勤)
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