重度抑郁症（MDD）是导致残疾的主要原因，并影响全球约3.22亿人。尽管在过去的几十年里，抑郁症治疗的研究取得了重大进展，但由于对抑郁症神经基础的理解不足，导致一半以上的患者没有得到足够的治疗。面对应激和创伤，只有一小部分人会迅速发展为严重的抑郁症，而大多数人表现出心理韧性，甚至相当大比例的抑郁症患者也能自发恢复。揭示促进心理韧性的神经生物学机制，有望给抑郁症带来更有效的预防策略和治疗。

慢性应激下的心理韧性（弹性）指的是以健康的方式从逆境中恢复的能力，并由多个脑回路功能的适应性变化所介导。临床前证据表明，包括内侧前额叶皮层（mPFC）、海马、腹侧被盖区（VTA）、蓝斑和伏隔核（NAc）在内的几个脑区及其相关神经回路参与了应对应激的心理韧性。然而，先天心理韧性的神经基础还未完全确定。临床观察表明，MDD患者的听觉感知能力受损，而许多研究也描述了音乐疗法对MDD的影响。此外，临床研究发现MDD患者的丘脑结构和功能异常。然而，感觉新皮层是如何应对应激，并通过全脑输入来编码心理韧性，仍然知之甚少。

2023年3月30日，南方医科大学基础医学院朱心红教授团队在Cell期刊发表题为“A thalamic-primary auditory cortex circuit mediates resilience to stress”的研究论文。本文中，作者证实来自同侧内侧膝状体（MG）的丘脑输入激活初级听觉皮层（A1）中的小清蛋白（PV）中间神经元（PV-INs）对暴露于慢性社交挫败应激（CSDS）小鼠的心理韧性至关重要。本研究发现丘脑-初级听觉皮层环路介导心理韧性的产生。

作者通过CSDS范式构建公认的抑郁症小鼠模型，并通过社交互动实验将小鼠分为易感型（SUS，社交互动比率SI<1，表现出社交回避 ）和抗性型（RES，社交互动比率SI>1，表现出社交偏好）。成年Fos-tTA;Fos-EGFP小鼠CSDS期间（1/3/10天）c-Fos表达的全脑分析显示，相比于对照组小鼠，RES小鼠A1中c-Fos+细胞的荧光强度更低，表明神经活动降低。为确定什么细胞类型导致了RES小鼠A1中神经元活性降低，研究人员进行脑片免疫组化实验，结果显示，与对照组比较，RES小鼠A1 L2/3和L4层中激活的Ca2+/钙调素依赖性蛋白激酶II（CaMKII）+神经元的百分比明显降低，而激活的PV-INs神经元百分比增加。这些数据表明PV-INs神经元激活介导的抑制增加导致CSDS后RES小鼠A1神经元活性降低。此外，通过在成年PV-cre小鼠右侧A1中注射AAV2/9-DIO-GCaMP6f将GCaMP6f表达在PV-INs，病毒注射10天后小鼠接受CSDS 10-d，第21天小鼠进行社交互动实验，并利用光纤记录钙信号。在第一个2.5分钟试验中所有小鼠Ca2+瞬变频率无显著差异（非靶向期，在此期间CD1小鼠不在交互区）。有趣的是，在第二个2.5分钟试验中（靶向期，在此期间，CD1小鼠被关在交互区的笼中），结果表示当RES小鼠进入交互区并正在靠近笼中CD1小鼠时，GCaMP6f荧光强度显著增加。

为确定A1中的PV-INs激活是否产生抗抑郁样作用，作者在小鼠双侧A1中注射毒蝇蕈.醇（A型γ-氨基丁.酸受体激动剂）模拟PV-INs的激活，结果表示与注射生理盐水的对照组相比，注射毒蝇蕈.醇小鼠在强迫游泳实验（FST）中静止时间明显减少且不影响旷场实验（OFT）中的自主运动能力。小鼠经历10-d CSDS后在双侧A1中注射毒蝇蕈.醇前后分别进行社交互动实验，结果表明双侧A1注射毒蝇蕈.醇逆转了由CSDS范式诱导的SUS小鼠的社交回避行为，而A1注射毒蝇蕈.醇对对照组小鼠社交行为没有影响。随后在成年PV-cre小鼠双侧A1注射AAV2/9-DIO-hM3Dq-mCherry激活PV-INs，结果显示3周后实验组（表达hM3Dq）在CNO注射后小鼠在FST的静止时间明显减少，三天后再次注射CNO也不影响OFT中的自主运动能力。OFT后所有小鼠均进行10-d CSDS范式，且SUS小鼠注射CNO，结果显示相比注射前，hM3Dq-SUS小鼠在CNO注射后社交互动时间更长。而mCherry-SUS小鼠在CNO注射后社交互动比率没改变。

接下来，研究人员使用逆行跨单突触狂犬病毒系统追踪A1中PV-INs可能的直接上游，A1外的dsRed+神经元为长程突触前神经元。结果表示A1中PV-INs的大多数长程输入来自同侧MG。在GAD2-cre或VGlut2-cre小鼠MG中注射AAV2/9-fDIO-mCherry，同侧A1注射逆行示踪病毒AAV2/R-FLEX-flpo，发现mCherry+神经元主要位于VGlut2-cre小鼠的MG中，而在GAD2-cre小鼠的MG中没有观察到mCherry+神经元，表明MGA1神经元（包括MGPV神经元：投射到A1中PV-INs的MG神经元）是谷氨酸能神经元。

为探究激活MGA1神经元是否产生抗抑郁样作用，作者在小鼠双侧MG中注射AAV2/9-DIO-hM3Dq-mCherry（对照组注射AAV2/9-DIO-mCherry），A1注射AAV2/R-Cre，3周后注射CNO，结果显示化学遗传激活MGA1神经元后，小鼠在FST中静止时间明显减少，在OFT中自主运动能力无变化。此外，研究人员在上述AAV双侧注射后所有小鼠均接受10-d CSDS范式，并在CNO注射前后分别进行社交互动实验，结果显示与注射前比较，hM3Dq-SUS小鼠在CNO注射后由CSDS范式引起的社交回避得到明显改善。总的来说，这些数据证明化学遗传激活MGA1神经元确实产生了抗抑郁样效果。

在10天CSDS范式后，RES小鼠A1中激活的PV-INs在L2/3和L4中增加（图1C），表明激活MGPV神经元足以应对应激。为验证这一假设，作者将AAV2/9-fDIO-hM3Dq-mCherry或对照AAV2/9-fDIO-mCherry双侧注射到PV-cre小鼠的A1中，将顺行跨单突触示踪病毒AAV2/1-FLEX-flpo注射到MG中，随后进行行为测试。结果表示在FST中，与对照小鼠相比，CNO注射显著降低了hM3Dq小鼠不动时间。10-d CSDS范式后，化学遗传学激活MGPV神经元逆转了SUS小鼠社交互动比率的下降。表明激活MGPV神经元产生抗抑郁样作用。

为确定MGPV神经元激活对于心理韧性产生是否是必要的，作者将AAV2/9-fDIO-hM4Di-mCherry或对照AAV2/9-fDIO-mCherry双侧注射到PV-cre小鼠的A1中，将AAV2/1-FLEX-flpo注射到MG中，随后进行行为测试。结果表示在FST中，CNO注射（化学遗传学抑制MGPV神经元）对静止时间几乎没有影响（无应激时）。而小鼠在AAV双侧注射3周后接受5天CSDS范式期间，每天注射两次CNO，结果显示CNO注射后hM4Di小鼠表现为易感型的比例升高。此外，在FST中，与对照小鼠比较，hM4Di小鼠静止时间显著增加。综上所述，这些数据证实MGPV神经元激活在暴露于应激期间促进心理韧性的功能重要性。更进一步地，研究人员在PV-cre小鼠A1中注射AAV2/9-fDIO-taCasp3-TEVp-P2A-EGFP（taCasp3诱导神经元凋亡）及对照、AAV2/9-DIO-hM3Dq-mCherry及对照，MG中注射AAV2/1-FLEX-flpo，从而选择性杀死MGPV神经元同时激活其他PV-INs。结果表示，激活A1中的PV-INs诱导的抗抑郁样作用被MGPV神经元的缺失所阻断（单独激活PV-INs与激活PV-INs同时杀死MGPV神经元对比），而单独缺失MGPV神经元对FST中静止时间几乎没有影响。此外，上述AAV注射后小鼠进行5-d CSDS范式，CNO每天注射两次，结果表示，相比于单独激活PV-INs，激活PV-INs同时缺失MGPV神经元小鼠表现为抗性型的比例明显降低（即逆转RES小鼠的增加）。表明激活A1中的PV-INs在5-d CSDS范式中诱导的抗抑郁样作用也被MGPV神经元的缺失所阻断。总的来说，这些结果清楚地表明MGPV神经元的激活对于小鼠应对慢性应激的心理韧性至关重要。

为理解RES小鼠MGPV神经元激活的分子基础，作者对来自10天CSDS范式后的SUS、RES小鼠，对照小鼠A1的细胞进行单核RNA测序（snRNA-seq），迭代聚类分析细胞类型，结果显示AMPA受体亚基GluA2（由Gria2编码）在A1的PV-INs中高表达。因此，研究人员进一步探究CSDS后RES小鼠MGPV神经元兴奋性丘脑输入是否增强，作者在PV-cre小鼠MG注射AAV2/1-FLEX-flpo及表达突触前标记蛋白的rAAV2/8-hSyn-Synaptophysin-EGFP，并在同侧A1注射AAV2/9-fDIO-mCherry，以在MGPV神经元表达mCherry，MGA1神经元表达syn-EGFP，随后小鼠接受10天CSDS范式，结果显示RES小鼠MGPV神经元胞体和树突中syn-EGFP+/PSD95+（突触后标记蛋白，蓝色）斑点（红色箭头指示）的数量和密度明显高于对照组小鼠。这说明CSDS后RES小鼠MGPV神经元的丘脑突触发生增多。谷氨酸受体相互作用蛋白1（GRIP1，由Grip1编码）在突触可塑性过程中对调节AMPA受体运输发挥重要作用。为检测MGPV神经元增强的丘脑输入在介导心理韧性中的作用，作者在PV-cre小鼠双侧A1注射AAV介导的shRNA，同侧MG注射AAV2/1-FLEX-flpo，从而在MGPV神经元敲低Gria2或Grip1表达。病毒注射3周后进行行为学检测，结果显示在第一次FST实验（FST-1）中，Grip1下调明显增加小鼠静止时间。在CSDC范式5d后，相比对照组，Gria2或Grip1表达下调组RES小鼠数量均明显降低，在第二次FST实验（FST-2）中，Gria2和Grip1表达下调组均明显增加小鼠静止时间。综合来看，这些结果清楚地表明MGPV神经元的丘脑突触发生促进CSDS后小鼠的心理韧性。

本研究中作者发现初级听觉区域参与的微环路介导心理韧性的形成，为未来神经调控治疗抑郁症提供了新的策略和靶点。

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南方医科大学基础医学院Li Huanyu为本文第一作者、Zhu Minzhen为本文共同第一作者，南方医科大学基础医学院朱心红教授为本文独立通讯作者。这项工作得到国家自然科学基金重点项目（81930034）和STI 2030-重大项目（2022ZD0211700）资助。

通讯作者介绍

朱心红，博士，教授，博士生导师，国家杰出青年基金获得者，珠江学者，“广东特支计划”百千万工程领军人才。主持国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重大研究计划、科技部关键领域创新团队项目、广东省自然科学基金重大基础研究培育项目等课题。朱心红教授课题组主要从事精神疾病发病机制与防治研究。

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