2025年2月6日東南大學張志珺/南京中醫藥大學胡剛團隊在Nature Communications雜志發表文章揭示初級視覺皮層調控小鼠抑郁樣行為的分子和環路機制。
 

1、V1腦區興奮性神經元調控抑郁樣行為
慢性束縛應激可顯著降低小鼠糖水消耗率，增加強迫游泳實驗中不動時間，即存在抑郁樣行為障礙。此外，免疫熒光實驗發現慢性束縛應激顯著減少初級視覺皮層 (V1)神經元活性。通過化學遺傳學慢性激活或光遺傳學快速激活V1神經元均能顯著改善抑郁樣行為障礙。

免疫熒光實驗發現慢性束縛應激顯著性降低V1腦區興奮性神經元激活神經元的數量，增加抑制性神經元激活的數量。在體光纖鈣成像系統記錄到慢性束縛應激降低V1腦區興奮性神經元鈣離子活性。慢性抑制V1腦區興奮性神經元活性后可增加強迫游泳的不動時間，降低糖水偏好。反之，激活該群神經元可緩解慢性束縛應激誘發的抑郁樣行為。
 

圖1、激活V1腦區興奮性神經元改善抑郁樣行為

2、V1→LP興奮性環路調控抑郁樣行為
病毒示蹤實驗發現V1腦區興奮性神經元主要投射到丘腦外側后核（LP)、丘腦背外側核（LD）、上丘（SC）。光激活野生型小鼠V1→LP興奮性環路后可減少強迫游泳的不動時間，不影響糖水偏好實驗，激活V1→LD或V1→SC環路均不影響強迫游泳的不動時間。光激活V1→LP興奮性環路可改善慢性束縛應激誘發的抑郁樣行為。類似的，化學慢性激活野生型小鼠V1→LP興奮性環路后也減少強迫游泳的不動時間，不影響糖水偏好實驗。
 

圖2、V1→LP興奮性環路調控抑郁樣行為

3、V1腦區興奮性神經元Gγ4蛋白調控抑郁樣行為
為進一步探究慢性應激后V1腦區興奮性神經元分子變化特征，研究人員通過蛋白組學鑒定慢性應激后V1腦區104種富集差異性表達蛋白（其中54個蛋白表達下調）。分子實驗證實慢性應激后V1腦區G蛋白偶聯受體γ4（Gγ4)表達顯著下降。免疫熒光實驗也進一步發現慢性應激后V1腦區興奮性神經元Gγ4表達顯著下降。利用病毒工具特異性敲低V1腦區興奮性神經元Gγ4表達后可加重慢性束縛應激誘發的抑郁樣行為。電生理實驗發現敲低Gγ4表達后減少V1腦區興奮性神經元動作電位發放，增加微小抑制性突觸后電流幅度，不影響興奮性突觸后電流。

免疫熒光實驗發現慢性應激可降低V1→LP興奮性環路神經元Gγ4表達。特異性敲低V1→LP興奮性環路神經元Gγ4表達后加重慢性束縛應激誘發的抑郁樣行為，過表達V1→LP興奮性環路神經元Gγ4可緩解慢性束縛應激誘發的抑郁樣行為。
 

圖3、敲低V1腦區興奮性神經元Gγ4蛋白加重抑郁樣行為

4、總結
本文揭示了初級視覺皮層調控小鼠抑郁樣行為的分子和環路機制：V1→LP興奮性環路和Gγ4蛋白調控抑郁樣行為。

【參考文獻】https://doi.org/10.1038/s41467-024-55600-4

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