5羥色胺能神經元受調控的環路機制

　　5-羥色胺系統的異常與很多精神疾病，特別是情緒障礙相關。臨床上常用的抗抑郁、抗焦慮藥物氟西汀（百優解）屬于5-羥色胺重攝取抑制劑。該藥物通過抑制5-羥色胺的重回收提高腦內5-羥色胺的含量。絕大部分投射到前腦的5-羥色胺能神經元位于背側中縫核，并通過影響前腦的相關腦區參與多種高級認識活動。然而，我們對于這些5-羥色胺能神經元如何被調控還知之甚少。

　　3月21日，《CellReports》期刊在線發表了中國科學院神經科學研究所、中科院腦科學與智能技術卓越中心、神經科學國家重點實驗室孫衍剛研究組題為《長程投射調控背側中縫核5-羥色胺能神經元興奮性環路的結構》的研究論文。

　　該研究通過病毒環路示蹤，結合光遺傳學、腦片電生理記錄等技術深入研究了5-羥色胺能神經元的功能性突觸輸入。該研究闡明了5-羥色胺能神經元長程突觸輸入的環路組織規律，為深入研究5-羥色胺系統異常相關的精神類疾病提供了新的視角。

　　為了解決這一關鍵問題，孫衍剛研究組系統性地研究了背側中縫核上游的六個核心腦區調控5-羥色胺能神經元興奮性的環路機制。六個核心上游腦區包括前額葉皮層、外側韁核、下丘腦外側區、視前區、黑質和杏仁核。研究人員發現這些腦區都與5-羥色胺能神經元形成直接的功能性突觸連接。這些上游腦區向背側中縫核的投射可以根據其投射的空間分布分成兩類：雙側投射（前額葉皮層、外側韁核）和單側投射（下丘腦外側區、視前區、黑質和杏仁核）。此外，上游腦區通過兩種基本的環路機制調控5-羥色胺能神經元的興奮性：部分腦區通過“推拉”的機制？—單個上游腦區同時向單個5-羥色胺能神經元提供興奮和抑制性突觸輸入；另外一些腦區只向5-羥色胺能神經元提供直接的興奮性突觸輸入，它們通過激活背側中縫核的GABA能神經元產生前饋抑制從而雙向調控5-羥色胺能神經元的興奮性。

　　該研究揭示了5-羥色胺能神經元的長程功能性輸入的環路組織規律，加深了人類對5-羥色胺系統的調控機制的認識，為進一步研究5-羥色胺系統相關的精神性疾病的環路機制奠定了基礎。

　　此項工作主要由孫衍剛課題組博士研究生周立完成，劉明哲、李清、鄧娟和穆迪在此研究中發揮了重要作用。該工作得到了中國國家自然科學基金（31371122， 81322015）、中科院百人計劃、青年千人計劃、中國科學院戰略性先導科技專項（XDB02010000）的支持。