Neuron：母爱始于出生前
在我们生活中，为了儿女顺利健康地诞生，定期产检、保证充足营养和休息、维持身心舒适愉悦是每位待产的准妈妈的共识。而在啮齿类动物中也存在类似的行为，鼠妈妈会日复一日在不厌其烦地重新搭建小窝而后再安心休息养胎。孕期和生产时环境和状态的安全是保证繁衍顺利的必要条件。
近日，法国索邦大学-巴黎脑中心研究员Nicolas Renier团队发现在中脑Edinger-Westphal（EW）脑区有一群表达苯丙胺调节转录肽（amphetamine-regulated transcript，CART）神经元可以响应孕激素信号，调节孕鼠的睡眠和筑巢行为，并在顶级杂志Neuron上发表题为“Edinger-Westphal peptidergic neurons enable maternal preparatory nesting”的研究论文1。
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研究团队发现，这种筑巢行为在怀孕的小鼠中表现得更为明显且有规律，借助iDISCO透明化技术和ClearMap分析技术对孕鼠全脑即早基因cfos进行成像，发现EW脑区特异性在怀孕相关筑巢行为中被激活，并利用免疫组化和原位杂交确定了这群神经元是多肽能的。
图一 EW中的多肽能神经元在孕期筑巢行为中被激活
为了证明EW中多肽能神经元在孕期筑巢行为中的必要性，研究团队在Cart-cre小鼠中过表达caspase3杀死神经元，孕鼠筑巢频率大大降低、搭建更厚实窝的孕鼠大大减少。因为正常孕鼠白天筑巢过程中会产生有序的行为序列——筑巢、梳理毛发、然后入睡。
那么CART+神经元消亡减少孕鼠筑巢行为同时，是否会影响其他行为呢？利用计算机识别技术连续监测分析，发现CART+神经元消亡减少孕期筑巢行为但不影响睡眠间隔、体温和进食，更加有趣的是，这只特异性对孕鼠有影响，对未交配雌鼠或初次生育母鼠的筑巢行为没有影响。
图二 EWCART+神经元消亡特异性降低孕鼠筑巢行为
已有研究证明EW与睡眠状态切换相关2，研究团队用光纤记录技术也观察到EWCART+神经元活动在睡眠-觉醒切换时的快速变化，而在开始筑巢前神经元活动缓慢增强。
随后研究团队用化学遗传学在光照时间抑制这群神经元，筑巢和睡眠总时间都减少，同时筑巢和探索行为之间的切换频率也降低；光遗传激活这群神经元能诱导清醒未交配雌鼠减少探索、启动筑巢行为，也能诱导睡眠动物觉醒。
图三 EWCART+激活对于启动筑巢行为具有充分必要性
既然EWCART+神经元的激活对于孕期筑巢行为具有充分必要性，那么什么因素在孕期启动激活这群神经元？研究团队聚焦在孕酮上，他们皮下给与雌鼠孕酮可诱发筑巢行为，但杀死EWCART+神经元后这种行为减少。
随后他们利用膜片钳探究孕酮是否影响了这群神经元电活动，发现孕酮能使减低这群神经元自发放电频率并使其诱发放电模式都转变为瞬间放电。
图四 孕酮改变EWCART+神经元的放电特性
最后，研究团队从结构上解析了EWCART+神经元发挥调控孕期筑巢行为的可能神经环路，他们用化学遗传学激活孕鼠的这群神经元后对全脑cfos进行成像，通过分析得到同时被化学遗传学激活、筑巢行为激活以及接受来自EW强投射的脑区，作为参与行为调控的可能下游。
图五 EWCART+神经元调控孕期筑巢行为的可能下游
本文阐述了机体通过行为输出对不同生理状态产生适应性改变的神经机制，其中EW脑区通过改变睡眠觉醒转换，减少睡眠以便更好地搭建好安胎以及生产的窝，可见母亲在我们诞生之前就做足了充分准备和期待，让我们在浓浓的母爱中来到这个温暖的世界！
参考文献
1. Topilko, T., Diaz, S.L., Pacheco, C.M., Verny, F., Rousseau, C.V., Kirst, C., Deleuze, C., Gaspar, P. and Renier, N., (2022). Edinger-Westphal peptidergic neurons enable maternal preparatory nesting. Neuron.
2. Zhang, Z., Zhong, P., Hu, F., Barger, Z., Ren, Y., Ding, X., Li, S., Weber, F., Chung, S., Palmiter, R.D., and Dan, Y. (2019). An excitatory circuit in the perioculomotor midbrain for non-REM sleep control. Cell.
编译作者：夏洛特（brainnews创作团队）
校审：Simon（brainnews编辑部）