Nat Commun：神经所许晓鸿组报道小鼠焦虑样行为的新环路机制

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《Nature Communications》

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2022年12月3 日，《Nature Communications》期刊在线发表了题为《A circuit from the ventral subiculum to anterior hypothalamic nucleus GABAergic neurons essential for anxiety-like behavioral avoidance》的研究论文，该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、神经科学国家重点实验室许晓鸿研究组完成。该研究通过在体钙信号记录、单通道记录、光遗传学和膜片钳等技术，解析了一条从腹侧海马下托（ventral subiculum, vSub）到前下丘脑核（anterior hypothalamus，AHN）的神经环路，在调节小鼠焦虑样躲避行为中的作用。

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焦虑是一种面对潜在的或者不明确的威胁产生的情绪状态。以往的研究发现，包括鱼类、啮齿类和灵长类在内的很多物种，在遇到天敌之后都会出现焦虑水平升高的现象，并且抗焦虑药物的使用可以减少动物面对天敌信号时的躲避行为，这些现象提示，焦虑情绪在进化上也许与天敌防御相关。而大脑中参与天敌防御的核团是否也参与调控焦虑行为，还不是非常清楚。

针对这一科学问题，许晓鸿研究组聚焦到AHN核团。AHN传统被认为是下丘脑防御系统中的一环。研究者发现当在旷场正中心放置一个小鼠不熟悉的物体，该物体的引入可以显著增强小鼠的贴壁性和对旷场中心区域的躲避性，提示焦虑水平的上升。通过在体钙信号记录，研究者发现AHN的GABA能神经元（AHNVgat+）的神经活动在小鼠趋近物体的过程中逐步攀升 (Figure 1)。在体单通道记录发现，AHN的同一神经元既可以对不熟悉的物体起反应，也可以对代表天敌信号的狐狸尿液起反应。在另一个测试焦虑样行为的行为学范式十字高架（elevated plus maze, EPM）上，通过在体钙信号记录也发现AHNVgat+神经元在EPM的开臂上的活动要显著高于在闭臂上的神经活动。经过相关性分析，AHNVgat+神经元在趋近物体时和在EPM开臂上上升的信号都预示着小鼠的躲避行为。当用光遗传抑制的方法将AHNVgat+神经元的神经活动抑制后则可以显著地降低小鼠由不熟悉物体和EPM开臂引起的焦虑样躲避行为。利用病毒示踪和环路研究的方法发现，vSub向AHN传递了焦虑相关的信息并调控了小鼠的焦虑样躲避行为。

该研究表明AHN既能处理和天敌刺激相关的信息，也能处理和焦虑相关的信息，揭示了从vSub到AHN的神经环路在小鼠焦虑样躲避行为中的功能，加深了对焦虑神经机制的理解。

该研究在中科院脑科学与智能技术卓越创新中心许晓鸿研究员的指导下，主要由严晶晶博士完成，实验室成员丁小晶、陈爱晓、张雯等做出了重要贡献。浙江大学双脑中心李浩洪团队（何婷、贺梦鸽），北京生命科学研究所曹鹏团队（程欣宇、谢志勇）和中科院脑科学与智能技术卓越创新中心徐春团队（魏川耀）对该研究提供了大力支持。该研究获得了科技部、中科院、国家自然科学基金委员会、上海市科委的资助。

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