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丘脑底旁核(PSTN)生理功能关键但调控其活动的突触前伴侣不明,且大量神经元表达钙视网膜蛋白(CR)。研究人员利用改良狂犬病毒细胞类型特异性逆行示踪结合 Cre/loxP 策略,绘制小鼠全脑 PSTNCR神经元单突触输入,发现 76 个核团投射,部分核团含 GABA 能、多巴胺能等神经元,为解析 PSTN 神经环路及相关疾病治疗提供依据。
丘脑底旁核(parasubthalamic nucleus, PSTN)在摄食、动机、体温调节、探索行为、睡眠 - 觉醒及心血管系统调控等多种生理功能中发挥关键作用。然而,调控 PSTN 活动的突触前伴侣仍知之甚少。相当比例的 PSTN 神经元表达钙视网膜蛋白(calretinin, CR)。本研究采用改良狂犬病毒(rabies virus)细胞类型特异性逆行示踪技术,结合 Cre/loxP 基因表达策略,对小鼠全脑 PSTNCR神经元的单突触输入进行 mapping。研究鉴定出 76 个靶向 PSTNCR神经元的核团,分布于端脑、间脑、中脑、脑桥和延髓五大脑区。其中,外侧下丘脑(lateral hypothalamus, LH)、杏仁中央核(central amygdaloid nucleus, CeA)、腹侧被盖区(ventral tegmental area, VTA)、中缝背核(dorsal raphe, DR)和臂旁核(parabrachial nucleus, PB)等涉及生理及病理过程的核团,对 PSTNCR神经元呈现密集投射。进一步免疫荧光实验显示,PSTNCR神经元的输入与参与重要生理功能调控的神经元共定位,具体包括 CeA 和终纹床核(bed nucleus of the stria terminalis, BST)的 GABA 能神经元、VTA 和黑质致密部(substantia nigra pars compacta, SNC)的多巴胺能神经元、DR 的 5 - 羟色胺能神经元。本研究结果提供了解剖学证据,增进了对 PSTN 生理功能相关神经环路的理解,同时阐明了 PSTN 中表达 CR 的神经元如何整合多样信号以调控不同功能,为神经系统疾病的治疗策略提供了潜在方向。