Neuron | 黄菊团队发现刻板重复行为调控情绪的新机制

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以身体为导向的刻板重复行为 （Body-focused repetitive behaviors，BFRBs） 是一种常见的神经精神类疾病，患者会反复出现针对自身某个部位的非功能性行为，例如反复拔毛、扒皮和咬手指等行为。这可能是人类和动物共有的一种受压力诱发的行为表现，旨在通过减少警觉或者调动脑内的情绪调控系统来抵抗压力引起的焦虑。BFRBs 患者表现出在执行刻板重复行为之后感受到焦虑缓解或者产生愉悦情绪，类似一种如释重负的满足感。尽管心理学认为BFRBs 行为有助于控制负面情绪，但目前尚不清楚这种刻板重复行为与情绪调控之间相互作用的神经环路机制。与人类相似，动物在面对压力时会显著增加一种刻板重复行为，即自我理毛行为。目前尚不清楚控制这种刻板重复行为的神经元集群是如何连接并影响与情绪调控相关的神经元集群，以及这种刻板重复行为是否会产生奖励效应。

2022年9月6日，上海交通大学医学院黄菊研究员团队在Neuron杂志在线发表了文章 Excitatory SST neurons in the medial paralemniscal nucleus control repetitive self-grooming and encode reward ， 该研究 发现了刻板重复行为调控情绪的神经环路机制。

本研究中，课题组利用啮齿动物重复自我理毛行为 （self-grooming） 作为研究模型来探索刻板重复行为调控情绪的神经环路机制。研究人员发现位于中脑内侧脑桥旁核 （medial paralemniscal nucleus, MPL） 中的兴奋性生长抑素神经元 （somatostatin-positive neurons, SST） 调控小鼠的自我理毛行为并编码奖赏。光纤钙信号记录显示MPL^SST神经元的活动性与理毛行为具有很强的关联性，该类群神经元会调控理毛行为的启动和维持。抑制MPL^SST神经元不仅会显著减少压力诱导下出现的重复自我理毛行为，还会对小鼠应对压力刺激的焦虑缓解能力产生损害。另外，激活MPL^SST神经元显著关联正性情绪效价，产生奖励效应，并且驱动强化。

研究人员对成年小鼠包含MPL脑区的脑片进行空间转录组测序分析，发现MPL富集表达编码神经肽的SST 和PTH2 基因。空间转录、荧光原位杂交和电生理记录进一步确认了MPL中的SST神经元是释放谷氨酸的兴奋性神经元，且其中约一半共释放神经肽SST和PTH2。

负性情绪相关脑区中央杏仁核CeA向MPL^SST神经元的输入会直接参与压力刺激诱发的自我理毛行为。同时，中脑腹侧被盖区VTA，一个重要的编码奖赏的脑区，会接受来自MPL^SST神经元的支配。MPL^SST神经元与VTA^DA神经元 （dopamine neurons, DA） 之间形成兴奋性单突触连接。激活MPL^SST神经元能够在VTA^DA神经元的下游投射位点伏隔核NAc中记录到多巴胺的大量释放。通过表征相关的上游和下游连接，研究人员在功能上验证了 CeA-MPL^SST-VTA^DA 这一神经环路在调控小鼠自我理毛行为和压力后焦虑缓解中的重要作用，揭示了刻板重复行为调控情绪的神经环路机制。

综上所述，这项研究揭示了刻板重复行为与情绪调控之间相互作用的神经环路机制，为理解人类BFRBs疾病相关的神经环路机制提供参考。该研究的创新性体现在：1）发现一条新的控制刻板重复行为的神经环路；2）发现控制刻板重复行为的神经元集群同时编码奖赏；3）发现控制刻板重复行为的神经元集群成为连接压力和奖赏的转接点。

课题组成员孙静静博士、袁媛博士研究生和吴小华博士为该论文的共同第一作者，黄菊研究员为通讯作者。

近年黄菊研究员课题组聚焦于本能行为和情绪调控的神经环路、表观遗传调控、以及疾病相关蛋白的功能研究。相关研究成果此前已发表于Science （2018） 、Cell Reports （2020） 、 Cell Reports （2021） ，为我们理解本能行为与情绪调控背后的神经生物机制提供了新视角。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.08.010

制版人：十一

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