大家在生活中或者動物世界里應(yīng)該都看到過這樣的場景，兩只小鳥（或者是猴子、貓、狗、老鼠等）在互相梳理毛發(fā)，這種行為有個專業(yè)的稱呼——社交修飾。
對于個體之間交流模式有限的動物來說，社交修飾是其社交行為的重要組成，對于社會關(guān)系的建立與維護(hù)具有重要意義[1]。然而，對于社交修飾背后的神經(jīng)機(jī)制，我們對其知之甚少。
近日，來自羅蘭大學(xué)的Arpad Dobolyi和海德堡大學(xué)的Valery Grinevich團(tuán)隊協(xié)作，首次發(fā)現(xiàn)了嚙齒類動物中調(diào)控社交修飾行為的神經(jīng)回路（丘腦板內(nèi)后核[PIL]→下丘腦內(nèi)側(cè)視前區(qū)[MPOA]），相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于《細(xì)胞》子刊《當(dāng)代生物學(xué)》[2]。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在大鼠中選擇性激活PIL→MPOA通路后，可明顯增加大鼠之間的社交修飾行為，而甲狀旁腺激素2（PTH2）是介導(dǎo)這一調(diào)控作用的關(guān)鍵神經(jīng)肽，PTH2受體的拮抗劑可顯著減少大鼠的社交修飾行為。
此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，大鼠和人腦PIL的解剖結(jié)構(gòu)及PTH2受體在MPOA中的分布十分相似，表明在人類中PIL→MPOA通路很可能也起到相似的調(diào)控社交行為的作用。
論文首頁
下丘腦是嚙齒類動物社會行為的主要調(diào)節(jié)中樞，但社會行為感知主要是通過丘腦到達(dá)大腦皮層，目前尚不清楚社會行為指令是如何下達(dá)到下丘腦的[3]。而對于社會行為的調(diào)控，神經(jīng)肽在其中起到不可忽視的作用。
神經(jīng)肽PTH2在丘腦（丘腦中很少有神經(jīng)肽）中表達(dá)，且僅表達(dá)于PIL（多感覺信息處理中繼站）[4]。而MPOA內(nèi)有豐富的PTH2神經(jīng)末梢投射，基于逆行示蹤技術(shù)，MPOA內(nèi)的PTH2投射主要來自于PIL[5]。同時，已有研究表明，PIL中PTH2神經(jīng)元在社交活動時被激活[6]。
基于以上背景，研究人員猜想PIL→MPOA通路在調(diào)控社交修飾行為中可能有重要作用。
研究設(shè)計示意圖
為了驗證這一猜想，研究人員首先通過化學(xué)遺傳學(xué)的方法，對大鼠PIL中的神經(jīng)元進(jìn)行調(diào)控。與對照組大鼠相比，激活PIL神經(jīng)元使得大鼠同性別間社交修飾持續(xù)時間顯著增加，而抑制PIL神經(jīng)元使得社交修飾持續(xù)時間顯著減少。
對于其他社交行為，激活和抑制PIL神經(jīng)元并沒有產(chǎn)生明顯的影響（如肛門生殖器嗅探、追逐等），或起到了相同的影響（如非肛門生殖器嗅探在激活和抑制PIL神經(jīng)元后均出現(xiàn)明顯減少）。
激活和抑制PIL神經(jīng)元后各種社交行為的變化
緊接著，研究人員將兩只動物用擋板隔開，阻止其直接接觸（允許互相嗅探、聽和觀察對方）。在這種情況下，激活PIL神經(jīng)元后對大鼠社會互動的持續(xù)時間沒有影響。
此外，研究人員還通過病毒傳遞的遺傳活性誘導(dǎo)細(xì)胞標(biāo)記（vGATE）方法，結(jié)合化學(xué)遺傳學(xué)，選擇性地調(diào)控那些會被社交行為所激活的PIL神經(jīng)元。在激活那些被vGATE標(biāo)記的PIL神經(jīng)元后，大鼠社交修飾行為顯著增加；而抑制被vGATE標(biāo)記的神經(jīng)元，則顯著減少了大鼠的社交修飾行為，而對非直接接觸的社交互動沒有顯著影響。
這些結(jié)果表明了PIL在直接接觸的社交行為中具有調(diào)控作用。
接下來，研究人員通過順行示蹤的方法，發(fā)現(xiàn)社交活動使得4個PIL的下游區(qū)域出現(xiàn)了大量激活的神經(jīng)元，這4個區(qū)域分別為邊緣下區(qū)（ILC）、MPOA、內(nèi)側(cè)杏仁核（MeA）和下丘腦背內(nèi)側(cè)核（DMH）。而在阻止大鼠之間的直接接觸后，MPOA區(qū)的神經(jīng)元激活數(shù)變得與對照組類似，且MPOA區(qū)具有非常高密度的PIL神經(jīng)元軸突投射，這也與先前的猜想相一致。
社交活動使得4個PIL的下游區(qū)域出現(xiàn)了大量激活的神經(jīng)元，而隔絕直接接觸的社交互動MOPA區(qū)幾乎沒有神經(jīng)元被激活
因此，研究人員開始針對PIL→MPOA通路展開研究。
經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，通過激活投射到MPOA區(qū)的PIL神經(jīng)元軸突末梢，可顯著增加大鼠的社交修飾行為，而選擇性抑制投射到MPOA區(qū)的PIL神經(jīng)元，則顯著減少了大鼠的社交修飾行為。這表明了PIL→MPOA通路對于大鼠社交修飾行為的確具有調(diào)控作用。
與此同時，研究人員還注意到，在社交互動后，MPOA中γ-氨基丁酸（GABA）能神經(jīng)元被激活，且與含有PTH2的神經(jīng)纖維緊密相對。而MPOA中也確實有PTH2受體的表達(dá)，社交互動也確實能夠激活MPOA中表達(dá)PTH2受體的神經(jīng)元。
MPOA中GABA能神經(jīng)元與含有PTH2的神經(jīng)纖維緊密相對
隨后，研究人員通過急性腦片膜片鉗技術(shù)，進(jìn)一步證實了MPOA區(qū)中PTH2→GABA能神經(jīng)元的聯(lián)系。
研究結(jié)果顯示，小鼠MPOA區(qū)的GABA能神經(jīng)元可被PTH2激活，表現(xiàn)為放電頻率的瞬時升高，且呈劑量依賴性，而PTH2受體的拮抗劑則可以抵消這一作用。
此外，在向大鼠腦室內(nèi)注射PTH2受體的拮抗劑后，大鼠的社交修飾行為顯著減少。這些研究結(jié)果均表明，PIL神經(jīng)元向MPOA投射的軸突可通過釋放神經(jīng)肽PTH2，作用于MPOA中GABA能神經(jīng)元，進(jìn)而調(diào)控嚙齒類動物的社交修飾行為。
最后，通過對人大腦標(biāo)本與嚙齒類動物進(jìn)行比對，研究人員發(fā)現(xiàn)人類丘腦PIL與大鼠PIL化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，且兩者M(jìn)POA中的PTH2受體分布也十分相似，表明人類中PIL→MPOA通路可能也具有調(diào)控社交行為的作用。
人類與大鼠PIL具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，且兩者M(jìn)POA中的PTH2受體分布也十分相似
總的來說，該研究首次發(fā)現(xiàn)了參與調(diào)控社交修飾行為的神經(jīng)通路。具體來說，起源于PIL的PTH2神經(jīng)元投射到MPOA，并通過釋放神經(jīng)肽PTH2作用于MPOA區(qū)的GABA能神經(jīng)元，起到調(diào)控社交修飾的作用。
此外，這一通路在調(diào)控人類社交行為中可能同樣起到一定的作用，有可能還與自閉癥譜系障礙相關(guān)。此外，PTH2及其受體對直接社會互動缺陷的疾病治療，可能具有潛在價值。
不過，這個研究也有一些局限性，如PIL→MPOA通路是否能真正獨立于大腦皮質(zhì)而對社交修飾行為進(jìn)行調(diào)控，這一問題在這個研究中并未解決。
另外，解析社交行為背后的神經(jīng)機(jī)制對于人類社交障礙相關(guān)疾病十分重要；然而，人類與動物社交行為的差異，使得兩者的神經(jīng)回路也必然存在一定差異，如何將動物身上的研究成果轉(zhuǎn)化到人類，這將是今后神經(jīng)科學(xué)研究的一大關(guān)鍵。
不過研究也意識到了這一點，指出了PIL→MPOA通路在人類中可能也起到相應(yīng)作用。若能在今后的研究中證實該通路在人類社交中的作用，那么該研究意義將更加深遠(yuǎn)。
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