外側(cè)被蓋區(qū)抑制性神經(jīng)元對多巴胺釋放和負性效價的門控機制

動機行為也稱為趨利避害行為，中腦邊緣多巴胺系統(tǒng)對于調(diào)控動機行為至關(guān)重要。該系統(tǒng)的功能紊亂與多種情緒障礙疾病相關(guān)，比如：抑郁癥、成癮和精神分裂癥等。動機行為主要受內(nèi)在需求、情緒狀態(tài)和環(huán)境刺激共同驅(qū)動。然而外界刺激是如何將信息傳遞給腹側(cè)被蓋區(qū)的多巴胺能神經(jīng)元并影響了動機行為，一直是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的重要科學(xué)問題。楊鴻斌博士一直聚焦于解碼不同動機行為的神經(jīng)環(huán)路調(diào)控機制，比如解析了“獎賞信息”是如何在伏隔核和VTA多巴胺神經(jīng)元之間被精確傳遞；疼痛是如何通過臂旁核-黑質(zhì)環(huán)路抑制VTA多巴胺神經(jīng)亞群編碼負性情緒行為；腦干被蓋區(qū)抑制性神經(jīng)環(huán)路參與調(diào)控先天性恐懼樣的負性情緒行為等。不愉悅的感覺刺激會導(dǎo)致伏隔核相關(guān)亞區(qū)多巴胺釋放降低和增加厭惡反應(yīng)。腦干被蓋區(qū)的GABA神經(jīng)元響應(yīng)多種不同的厭惡性刺激，但LDT GABA能神經(jīng)元是否是通過作用中腦邊緣多巴胺系統(tǒng)來編碼負性情緒行為？以及調(diào)控的方式又是如何？目前還不清楚。

近日，浙江大學(xué)腦與腦機融合前沿科學(xué)中心、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬精神衛(wèi)生中心和良渚實驗室楊鴻斌研究員團隊在神經(jīng)科學(xué)期刊《Neuron》上在線發(fā)表題為“Dopamine Release and Negative Valence Gated by Inhibitory Neurons in the Laterodorsal Tegmental Nucleus”的研究論文，該工作在前期工作的基礎(chǔ)上，進一步揭示LDT的兩群具有特異性標(biāo)記物的GABA能神經(jīng)元通過不同的神經(jīng)環(huán)路參與調(diào)控中腦邊緣多巴胺系統(tǒng)和動機行為。LDT Reelin陽性的長投射神經(jīng)元可通過直接抑制VTA 多巴胺神經(jīng)元導(dǎo)致厭惡行為； Sst陽性的中間神經(jīng)元會通過去抑制機制，影響下丘腦興奮性神經(jīng)元，間接的調(diào)控中腦邊緣多巴胺系統(tǒng)和相應(yīng)動機行為。

一、LDT GABA神經(jīng)元雙向響應(yīng)獎賞及厭惡刺激

研究人員首先應(yīng)用光纖鈣成像記錄技術(shù)檢測LDT GABA神經(jīng)元響應(yīng)不同刺激的情況（圖1A），結(jié)果顯示LDT GABA神經(jīng)元響應(yīng)厭惡性刺激時被激活而響應(yīng)獎賞性刺激時被抑制（圖1B）。鑒于光纖記錄法只能檢測群體神經(jīng)元活動，為了進一步觀測單個神經(jīng)元的活動情況，研究人員又應(yīng)用了雙光子或微型鈣成像技術(shù)（圖1C），結(jié)果提示當(dāng)給予電擊及吹氣刺激時，大部分LDT GABA神經(jīng)元被激活（圖1D）。

圖1. LDT GABA神經(jīng)元對各種不愉快的刺激作出反應(yīng)

二、激活LDT GABA神經(jīng)元直接抑制VTA DA神經(jīng)元并編碼厭惡

團隊?wèi)?yīng)用膜片鉗技術(shù)驗證了LDT GABA神經(jīng)元直接抑制投向NAClat的VTA DA神經(jīng)元。通過光遺傳學(xué)技術(shù)激活LDT GABA神經(jīng)元后，光纖記錄發(fā)現(xiàn)NAclat DA釋放下降，并實時條件性位置偏好實驗提示小鼠厭惡給光側(cè)（圖2）。

圖2. LDT GABA神經(jīng)元直接抑制側(cè)側(cè)VTA DA神經(jīng)元并編碼厭惡

三、投射VTA的LDT GABA神經(jīng)元表達Reelin

團隊結(jié)合逆行和順行示蹤技術(shù)發(fā)現(xiàn)Sst陽性的LDT GABA中間神經(jīng)元很少投射到VTA（圖3 A-C）。通過結(jié)合逆行示蹤技術(shù)和免疫熒光染色發(fā)現(xiàn)大部分投射VTA的GABA能神經(jīng)元表達Reelin。

圖3. 遠程投射VTA的LDT GABA神經(jīng)元表達Reelin

四、抑制LDT GABA神經(jīng)元間接抑制VTA DA神經(jīng)元

團隊通過光遺傳技術(shù)抑制LDT GABA神經(jīng)元同樣出現(xiàn)NAclat DA釋放下降。當(dāng)化學(xué)遺傳抑制LDT GABA 神經(jīng)元后von Frey測痛實驗顯示疼痛閾值顯著下降，在NAclat給予D1激動劑（SKF81297）之后疼痛閾值上調(diào)。而在條件性位置偏好實驗中當(dāng)化學(xué)遺傳抑制LDT GABA 神經(jīng)元后小鼠顯示厭惡給CNO側(cè)（圖4）。通過膜片鉗技術(shù)驗證抑制LDT GABA神經(jīng)元去抑制下丘腦興奮性神經(jīng)元（圖5）。

圖4.LDTGABA神經(jīng)元的抑制降低了NAcLat中DA的釋放

圖5. LDTG ABA神經(jīng)元抑制通過局部減少到下丘腦細胞的興奮驅(qū)動以減少NAc DA釋放

本研究鑒定了LDT存在兩群表達特異性分子標(biāo)記物的抑制性神經(jīng)元，即表達Sst的神經(jīng)元通過下丘腦途徑抑制VTA的多巴胺神經(jīng)元，而表達reelin的神經(jīng)元直接抑制VTA的多巴胺神經(jīng)元。目前有Sst-Cre小鼠品系，本研究可以直接研究LDT的Sst陽性神經(jīng)元的功能，但是由于缺少Reelin-Cre小鼠品系，本研究無法特異性操控LDT的Reelin陽性神經(jīng)元。因此LDT的Reelin陽性神經(jīng)元的功能有待于進一步探索。

想了解更多內(nèi)容，獲取相關(guān)咨詢請聯(lián)系 

電話：+86-0731-84428665   

伍經(jīng)理：+86-180 7516 6076

徐經(jīng)理：+86-138 1744 2250