张力课题组在社交行为的神经机制领域取得重要进展

发布时间:2022-09-02 发布单位:老刘头终于得到周梦莹2中枢神经再生研究院

近日,老刘头终于得到周梦莹2中枢神经再生研究院张力课题组在中科院主办的National Science Review (IF=23.2JCR综合类期刊排名4/73,列入中国科技期刊卓越行动计划-领军期刊类)期刊上,发表题为“Amygdala neural ensemble mediates mouse social investigation behaviors”的研究论文,该研究首次发现了胰泌素(SCT)这一胃肠多肽激素在基底外侧杏仁核(BLA脑区对小鼠本能社交行为的调控作用。

  

本能社交行为是从低等动物到人类均存在的高度保守的行为范式,对于环境适应和生存有着重要意义。近年来的神经科学研究揭示了诸多和社交行为相关联的脑区如前额叶皮质、海马体、下丘脑等,同时也发现了多个对于社交功能至关重要的神经内分泌激素,包括催产素(Oxytocin)、抗利尿激素(Vasopressin)等。但是对于杏仁核这一和动物情感功能相关联的脑区,是否在神经多肽相关的社交调控中发挥作用,还不得而知。

本研究首先建立了SCT-IRES-Cre转基因小鼠品系,利用与报告小鼠双转杂交,从细胞水平发现了SCTBLA部分兴奋性神经元的特异表达;针对该基因的定点敲低,则显著抑制了小鼠在不同范式中的社交偏好,提示其对于社交功能的调控作用。随后,通过结合对BLASCT+神经元进行的在体记录,发现此类神经元集群的兴奋,直接促进了小鼠的社交偏好;值得注意的是,通过对BLA区域两种不同兴奋性神经元,即BLASCT+BLASCT-细胞集群的顺次选择性光遗传刺激,有力的证明了这两类细胞集群在社交活动中发挥拮抗作用。

研究者进一步对BLASCT+BLASCT-细胞集群的分子和环路连接特性进行解析。基于单细胞转录组的研究发现,BLASCT+细胞在分子表达谱上和BLASCT-细胞存在明显差异,主要表现在高富集表达和神经内分泌相关的通路。而对两类细胞的环路连接进行解析,则发现,BLASCT-细胞多数支配了BNST、海马等皮下核团,而BLASCT+集群则存在较多向mPFC区域的投射。最后,基于分子-环路水平对SCT及其介导的神经元集群调控社交功能的证据,研究同时对正常小鼠和具有社交缺陷的MeCP2敲低小鼠进行了干预。通过AAV介导过表达体系,实现SCTBLA区域的高丰度释放。结果发现,SCT可以有效改善社交缺陷小鼠的BLA-mPFC环路活动性,并改善其社交偏好。

综上,本项研究揭示了一类全新的杏仁核神经集群,其通过特定的分子、神经生理、环路连接等特性,介导了小鼠的本能社交行为。这一结果提示了杏仁核系统在社交信息处理中可能发挥关键作用。同时,本研究证实的Secretin相关通路对社交障碍的改善,也为临床中缓解不同类型的社交缺陷提供了依据。

论文工作由老刘头终于得到周梦莹2张力课题组,依托“中枢神经再生”教育部重点实验室平台独立完成,并得到了老刘头终于得到周梦莹2苏国辉院士、香港大学Billy K C Chow教授的支持。张力副研究员为文章独立通讯作者,论文第一作者为香港大学-老刘头终于得到周梦莹2联合培养博士生韦计安、共同第一作者包括老刘头终于得到周梦莹2博士生韩清、罗志华等。本项目获得了科技部“脑科学与类脑研究”重大专项、国家自然科学基金、广州市脑科学专项等基金资助。

论文全文链接:https://doi.org/10.1093/nsr/nwac179