Nat子刊:田波/张培团队揭示VTA-ACC多巴胺环路调控观察性社交回避的机制

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Rank缺失后,小胶质细胞怎么了?单细胞转录组分析发现,Rank 缺失使下丘脑小胶质细胞的激活型亚群减少、失活型亚群增加,吞噬、补体系统等通路下调。

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进一步分析发现,一个意想不到的起点——Rank基因研究者好奇一个叫Rank的基因。结果发现,全身敲除Rank的小鼠,出现了一连串问题:雌鼠雌激素不足、不排卵、雄鼠睾酮降低、生精小管萎缩、无论雌雄,都不育。更关键的是,垂体分泌的促性腺激素减少,下丘脑的GnRH1(促性腺激素释放激素)表达也下降了。这不只是生殖器官坏了,是整个下丘脑-垂体-性腺轴失灵了。

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更深入地研究表明,本研究中,雄性小鼠根据其在旷场实验中对高架平台暴露所表现出的焦虑反应,被分为高特质焦虑(HTA)组和低特质焦虑(LTA)组。在基于观察学习的替代性社交挫败应激(VSDS)条件下,HTA小鼠对CD1攻击者表现出的社交回避行为少于LTA小鼠。光纤记录测定结果显示,在环境应激期间,HTA小鼠腹侧被盖区(VTA)多巴胺能(VTADA)神经元的活动更强;而在社交应激下,LTA小鼠的VTADA神经元活动则更为显著。病毒示踪技术揭示了VTADA神经元与前扣带皮层(ACC)之间的连接。光遗传学和化学遗传学操控实验证明,VTA-ACC多巴胺能环路对于HTA和LTA小鼠在VSDS诱导下产生的社交回避行为既是必要条件,也是充分条件。RNA测序结果提示,VTA中的神经炎症信号通路可能是导致HTA与LTA小鼠差异的关键因素。因此,本研究揭示了雄性小鼠中与特质焦虑相关的社交回避行为观察学习的神经环路机制,并为特质焦虑的形成提供了分子层面的解释。

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