PL-MD神经环路在焦虑样行为中的作用

　　

近日， 基础医学院陈翌华教授、高天明院士团队揭示了PL-MD神经环路在焦虑样行为中的作用，并在The Journal of Neuroscience上发表了题为“A Prelimbic Cortex-Thalamus Circuit Bidirectionally Regulates Innate and Stress-induced Anxiety-like Behavior”的研究论文。

焦虑症是全球最常见的精神障碍疾病，已成为世界各国社会和经济发展的主要负担。然而，目前的药物治疗方案仍存在治疗结果不稳定、不良反应显著、易复发等问题，需要探索一种新的治疗方案。

认知行为疗法(Cognitive behavior therapy, CBT)是一种心理社会干预疗法，能够改善患者情绪障碍，是治疗焦虑症的有效方法。然而其涉及的神经环路尚不明确。

内侧前额叶皮层（Medial prefrontal cortex, mPFC）是控制认知和情绪的关键脑区。之前的研究表明，mPFC的不同亚区在调节焦虑和恐惧情绪具有不同的甚至相反的作用，可能是由于这些研究使用了不同干预方式，或干预了不同的下游脑区及不同类型的神经元。因此需要一种特异的干预手段，研究特定神经环路中某一类型神经元在焦虑和恐惧情绪中的作用。

本研究通过化学遗传学、光遗传学操纵结合电生理、环路示踪等实验技术，研究人员发现了mPFC的亚区PL（Prelimbic cortex, PL）及其下游背内侧丘脑（Mediodorsal thalamic nucleus, MD）和腹侧被盖区（Ventral tegmental area, VTA）组成的PL-MD和PL-VTA环路在焦虑行为中的不同作用：激活PL-MD环路有促焦虑作用，激活PL-VTA环路有抗焦虑作用。在EPM中小鼠进入开臂时，向MD投射的PL神经元活动增强。束缚应激可以引起投射到MD的PL神经元的突触输入增加，抑制PL-MD活动可显著改善束缚应激后小鼠的焦虑样行为。此外，激活PL-VTA环路也可以有效缓解束缚应激后小鼠的焦虑样行为。通过patch-seq技术发现，PL中向MD和VTA投射的是两群不同的神经元，且这两种神经元在基因表达上有显著差异。总而言之，该研究发现了PL-MD的促焦虑和PL-VTA的抗焦虑作用，阐明了PL-MD在压力应激引起焦虑中的变化，明确了PL-MD和PL-VTA在缓解焦虑样行为中的作用，比较了投射到MD和投射到VTA的两群PL神经元之间基因表达的差异，增加了我们对焦虑情绪神经环路机制的理解，在抗焦虑治疗上做出了新的尝试。

附图 PL-MD神经环路调节焦虑样行为示意图

陈翌华和高天明为该论文共同通讯作者，博士生张声蓉、吴定宇、罗榕为共同第一作者。