生殖激素水平，尤其是分娩后的激素波动，会影响一系列生理、行为和情绪状态。例如，主要由胎盘合成的雌激素在妊娠晚期会增加100至1000倍，而在产后则迅速降至孕前水平。雌激素水平的显著波动与产后抑郁症（PPD）的发病风险升高密切相关，其症状包括快感缺失、无助感、社交障碍和焦虑等。这些症状被认为源于分布在整个大脑中的复杂神经环路。研究发现，多个高表达雌激素受体的脑区可能参与检测生殖激素水平的变化，包括海马、杏仁核和内侧视前区（MPOA）。MPOA是一个具有性别二态性的结构，在雌性个体中雌激素受体1（ESR1）的表达量特别高，它似乎是整合雌激素水平波动信息的核心部位。MPOA包含谷氨酸能神经元和γ-氨基丁酸（GABA）能神经元，在调节社交行为（如育儿、交配和社会互动中至关重要。此外，它还参与调节基本生理过程，包括体温、睡眠和进食。关于产后情绪障碍，最近一项使用卵巢激素撤退（HW）小鼠模型的研究发现，MPOA的GABA能神经元（尤其是表达ESR1的神经元）在调节抑郁样和焦虑样行为中起关键作用。具体而言，MPOA的GABA能（MPOAGABA）神经元向腹侧被盖区（VTA）的投射调节快感缺失，而向中脑导水管周围灰质（PAG）的投射则介导不动行为。尽管这项研究证实了MPOAGABA神经元向VTA/PAG投射的环路在HW小鼠的抑郁行为中具有重要性，但MPOAGABA神经元是否以及如何靶向其他脑区仍有待探索。

先前的研究表明，下丘脑室旁核（PVN）可能参与抑郁样行为的产生和表现。例如，在慢性束缚应激（CRS）小鼠模型中，化学遗传学激活PVN神经元会加剧抑郁样行为，而抑制这些神经元则会减轻这些行为。关于母性行为和杀婴行为的研究也显示，MPOA的ESR1阳性（MPOAESR1）神经元向PVN投射，且雌性小鼠中这种投射的密度显著较高，并且在HW模型中观察到MPOAGABA神经元活性降低。这些结果促使作者提出假设：MPOAGABA-PVN环路可能参与介导由生殖激素波动引发的抑郁样行为。

在PVN内，精氨酸加压素（AVP）神经元是一个关键群体，参与调节多种生理和行为功能，包括睡眠、进食、自我修饰、筑巢、社会探究和攻击行为。此外，PVNAVP神经元还与应激反应有关，先前的研究发现抑郁症患者和大鼠的PVN中AVP阳性神经元数量增加。研究表明，敲除AVP基因可提高蔗糖偏好度并减少强迫游泳实验（FST）中的不动时间，这提示AVP在调节抑郁样行为中可能发挥作用。值得注意的是，一项临床研究表明AVP可能与产后抑郁症有关。尽管有这些见解，但AVP调节抑郁样行为（尤其是与生殖激素波动相关的抑郁样行为）的具体环路机制在很大程度上仍属未知领域。

2025年5月14日，南京大学生命科学学院景键教授、张果教授和朱景宁教授团队合作在Research期刊发表标题为The Hypothalamic Medial Preoptic Area-Paraventricular Nucleus Circuit Modulates Depressive-Like Behaviors in a Mouse Model of Postpartum Depression的研究论文。该研究表明，MPOAGABA神经元向PVN存在密集投射。在HW小鼠中，激活投射到PVN的MPOAGABA神经元可缓解抑郁样行为。相反，在非激素撤退（NHW）对照小鼠中（继续接受雌激素处理），抑制这些靶向PVN的MPOAGABA神经元会加剧抑郁样行为。进一步实验和分析发现，在HW小鼠模型中，AVP是该通路中的关键神经肽。在HW小鼠中化学遗传学抑制PVNAVP神经元可减轻抑郁样行为，而在NHW小鼠中激活这些神经元会加重这些行为。电生理记录显示，MPOAGABA神经元可直接抑制PVNAVP神经元。综上所述，这些发现表明，在NHW小鼠中，MPOAGABA神经元对PVNAVP神经元具有抑制性控制作用，而MPOAGABA神经元活性降低则会导致HW小鼠出现抑郁样行为。这凸显了MPOAGABA-PVNAVP环路在小鼠模型PPD病理生理过程中的关键作用。靶向这一环路可能为PPD提供一种新的治疗策略。

1.MPOAGABA神经元调节HW和NHW小鼠的抑郁样行为

为评估MPOAESR1神经元的活性，研究人员建立了卵巢HW模型。HW小鼠表现出抑郁样行为，具体表现为：旷场实验（OFT）中央区域停留时间减少、蔗糖偏好实验（SPT）中蔗糖偏好度降低、悬尾实验（TST）和FST中不动时间增加。此外，HW小鼠的社交辨别能力受损，而社交偏好未受影响。

MPOA是富含ESR1阳性神经元的关键脑区，已被证实参与抑郁样行为的调节。研究者通过免疫荧光实验发现，HW组和NHW组的ESR1阳性细胞数量相当。然而，HW小鼠的c-Fos表达降低，且ESR1与c-Fos的共表达减少，表明ESR1神经元的活性减弱。鉴于MPOA的大多数ESR1神经元是GABA能神经元，且HW小鼠中MPOAGABA神经元的活性降低，作者在后续研究中重点关注MPOAGABA神经元。

先前的光遗传学研究已证实MPOAGABA神经元在抑郁行为中发挥作用。于是，研究人员采用化学遗传学进一步探究其作用。向GAD2-IRES-Cre小鼠的MPOA立体定位注射AAV-DIO-hM3Dq-mCherry或AAV-DIO-hM4Di-mCherry，以选择性靶向GABA能神经元。在给予去氯氯氮平[DCZ，一种针对hM3Dq（激活）和hM4Di（抑制）的选择性DREADD受体激动剂]后，观察到激活MPOAGABA神经元增加了c-Fos的表达，而抑制则降低了c-Fos的表达。在HW小鼠中，化学遗传学激活这些神经元缓解了抑郁样行为，表现为OFT中央区域停留时间增加、蔗糖偏好度提高、TST和FST中不动时间减少。此外，社交辨别能力得到改善，而社交偏好未受影响。相反，在NHW小鼠中抑制MPOAGABA神经元加剧了抑郁样行为。概括来说，这些发现与先前的光遗传学研究相结合，为MPOAGABA神经元在调节HW小鼠抑郁样行为中的关键作用提供了有力证据。

图1.PPD模型建立、行为学检测及MPOA中ESR1的激活检测

2.PVN接受来自MPOAGABA神经元的直接输入

先前的研究已发现，表达ESR1的MPOA神经元会投射至PVN，且这些MPOA神经元中有相当一部分是GABA能神经元。基于这些发现，作者推测MPOAGABA神经元可能支配PVN。为验证这一点，向GAD2-IRES-Cre小鼠的PVN注射了rAAV2/R-EF1α-DIO-FLP-WPRE，随后向其MPOA注射了rAAV-hSyn-fDIO-EGFP-WPREs。三周后，逆行标记结果证实MPOAGABA神经元投射至PVN。

图2.PVN是MPOAGABA投射的重要下游靶点

3.MPOAGABA-PVN环路调节雌性小鼠的抑郁样行为

为进一步探究投射至PVN的MPOAGABA神经元在介导HW小鼠抑郁样行为中的潜在作用，研究人员对该通路进行靶向调控。具体而言，向GAD2-IRES-Cre小鼠的双侧MPOA注射编码hM3Dq或hM4Di受体的AAV载体，随后向其双侧PVN注射rAAV2/R-DIO-FLP。三周后，在HW小鼠中，化学遗传学激活投射至PVN的MPOAGABA神经元，增加了OFT中央区域停留时间和蔗糖偏好度，减少TST和FST中的不动时间，并改善社交辨别能力，且不影响社交偏好。相反，在NHW小鼠中，化学遗传学抑制这些神经元加剧了抑郁样行为。

考虑到MPOA神经元还会投射至PAG/VTA以调节抑郁样行为，作者通过雌性小鼠的逆行示踪[霍乱毒素B亚基（CTB）]实验，探究投射至PVN与投射至PAG/VTA的MPOA神经元是不同的细胞群还是存在重叠。结果显示，尽管部分MPOA神经元仅投射至PVN，但也存在同时投射至PVN和PAG或VTA的神经元，这表明前述的操控MPOA神经元可能至少部分通过作用于PAG或VTA来调节行为。总体而言，这些结果表明，与MPOAGABA神经元存在连接的PVN细胞群可能在介导HW小鼠抑郁样行为的表达中发挥关键作用。

图3.化学遗传学操纵投射到PVN的MPOAGABA神经元改变了HW和NHW小鼠的抑郁样行为

4.PVNAVP神经元对卵巢HW产生应答

尽管上述证据表明，激活MPOAGABA-PVN环路减少了HW小鼠的抑郁样行为，但所涉及的PVN神经元具体类型尚不明确。由于PVN神经元会表达神经肽，作者尝试确定PVN内与抑郁样行为相关的神经肽信号。首先，通过qPCR检测了下丘脑PVN区域中神经肽的表达情况。结果显示，HW组的催产素（OXT）和AVP表达水平升高，这提示它们可能在HW相关的抑郁样行为中发挥作用。随后，通过神经元活性标志物c-Fos免疫染色检测了HW小鼠中AVP和OXT神经元的激活水平。研究发现，与NHW对照组相比，HW处理小鼠的PVN神经元激活水平升高。值得一提的是，与NHW组比较，HW小鼠PVN中较高比例的AVP表达神经元激活水平升高，但两组AVP阳性神经元的总数无显著统计学差异。另外，两组小鼠的OXT表达神经元数量及其激活比例均无显著统计学差异。除此以外，在下丘脑视上核（SON，已知AVP和OXT高表达的区域）中，HW和NHW小鼠的AVP及OXT神经元激活水平未观察到显著差异。综上，这些数据表明，HW小鼠中PVNAVP神经元（而非PVNOXT神经元）的特异性激活可能参与了抑郁样行为的表达，提示这些神经元在情绪调节中具有功能性作用。

接下来，在对照HW小鼠中，免疫荧光分析显示PVN中62.1%的AVP神经元共表达c-Fos。而在通过化学遗传学激活MPOAGABA神经元的HW小鼠中，PVN中AVP神经元与c-Fos的共定位率显著降至5.2%，这提示MPOAGABA神经元可能抑制PVNAVP神经元。有必要指出的是，免疫荧光染色显示PVN缺乏ESR1表达，而MPOA则高表达ESR1。这些结果表明，PVNAVP神经元可能受MPOA中表达ESR1的GABA能神经元调控，而非通过ESR1直接调节。这促使研究人员进一步探究PVNAVP神经元在抑郁样行为中的具体作用。

图4.PVNAVP神经元响应HW刺激

5.化学遗传学操控PVNAVP神经元，影响HW和NHW小鼠的抑郁样行为

基于PVNAVP神经元在HW小鼠中表现出更高的激活水平，研究者推测这些神经元的活动增强可能是导致HW小鼠出现抑郁样行为的原因之一。为验证这一假设，采用化学遗传学方法选择性操控PVNAVP神经元。具体而言，向AVP-IRES-Cre小鼠的PVN内注射了编码hM4Di和hM3Dq受体的Cre依赖的AAV载体，这些载体可选择性靶向AVP神经元。三周后，通过给予DCZ，实现对PVNAVP神经元的化学遗传学沉默或激活。结果显示，DCZ注射后，HW小鼠的抑郁样行为显著减轻。这些改善表现为：在OFT中处于中央区域的时间增加，蔗糖偏好度提高，在TST和FST中的不动时间减少，同时社交辨别能力得到改善，而社交偏好未发生变化。相反，对NHW小鼠的PVNAVP神经元进行化学遗传学激活，导致抑郁样行为加剧。有趣的是，在未接受激素处理的正常雌性小鼠中，化学遗传学操控并未影响其抑郁样行为。这表明，PVNAVP神经元对行为的影响依赖于激素波动。综合来看，在HW条件下，PVNAVP神经元激活会特异性加剧抑郁样行为。

图5.化学遗传学操纵PVNAVP神经元调节HW和NHW小鼠的抑郁样行为

6.AVP介导HW小鼠PVNAVP神经元的抑郁样行为

既然已证实PVNAVP神经元可调节抑郁样行为，接下来作者便探究在HW小鼠中，AVP是否对这些行为至关重要。为此，利用AAV载体敲低PVNAVP神经元中AVP的表达。三周后，确认AVP的表达成功下调。结果显示，AVP敲低显著缓解了抑郁样行为，具体表现为蔗糖偏好度升高、OFT中央区域停留时间增加，以及FST和TST中的不动时间缩短。然而，在HW小鼠中，AVP敲低并未影响社交偏好或社交辨别能力。这些结果表明，PVNAVP神经元释放的AVP会促成HW小鼠的抑郁样行为，但不会对社交互动产生影响。

图6.HW小鼠PVN内AVP成功敲低

图7.敲低PVN中AVP缓解了HW小鼠的抑郁样行为

7.MPOA-PVNAVP环路调节雌性小鼠的抑郁样行为

鉴于PVNAVP神经元可调节HW小鼠的抑郁样行为，作者推测MPOA-PVNAVP环路可能对HW小鼠的这些行为有所影响。为验证这一假设，在AVP-IRES-Cre小鼠的双侧PVN分别注射AAV-fDIO-hM4Di-mCherry和AAV-fDIO-hM3Dq-mCherry，并在其双侧MPOA注射AAV2/1-EF1α-DIO-FLP，以此进行化学遗传学调控。三周后，通过注射DCZ诱导接受MPOA输入的PVNAVP神经元发生化学遗传学沉默或激活。结果显示，对HW小鼠中接受MPOA输入的PVNAVP神经元进行化学遗传学抑制后，抑郁样行为有所减轻，具体表现为OFT中央区域停留时间增加、蔗糖偏好度升高，以及TST和FST中的不动时间缩短。社交辨别能力也有所增强，而社交偏好则未发生改变。相反，对NHW小鼠中接受MPOA输入的PVNAVP神经元进行化学遗传学激活后，抑郁样行为加剧。这些发现表明，MPOA-PVNAVP环路在HW小鼠中特异性地促成了抑郁样行为。

图8.化学遗传学操纵接受MPOA投射的PVNAVP神经元可调节HW和NHW小鼠的抑郁样行为

8.MPOAGABA神经元对PVNAVP神经元的直接抑制作用

前述研究结果表明，投射至PVN的MPOAGABA神经元与接受MPOA输入的PVNAVP神经元在调节抑郁样行为中发挥相反作用，这提示MPOAGABA神经元可能通过抑制PVNAVP神经元来发挥其效应。为验证这一假设，研究人员采用狂犬病病毒（RV）介导的逆行跨单突触示踪技术，绘制PVNAVP神经元的单突触输入图谱。具体而言，向AVP-IRES-Cre小鼠的单侧PVN立体定位注射Cre依赖的AAV辅助病毒[rAAV-EF1α-DIO-H2B-EGFP-T2A-TVA和rAAV-EF1α-DIO-RVG]。21天后，将RV-CVS-ENVA-N2C(ΔG)-tdTomato注射到同一PVN位点。7天后，处死小鼠进行免疫组织化学分析。通过PVN中EGFP和tdTomato信号的存在，证实起始细胞标记成功。研究者发现多个同侧脑区向PVNAVP神经元发出直接投射，其中显著的输入来自MPOA、终纹床核（BNST）、未定带（ZI）和PAG。重要的是，这些MPOA传入神经元中，有相当一部分共表达GABA，表明PVNAVP神经元接受来自MPOAGABA神经元的单突触输入。

为证实MPOAGABA神经元对PVNAVP神经元存在直接抑制作用，作者利用离体急性脑片制备技术，对顺行标记的PVNAVP神经元进行细胞贴附记录，评估光遗传学激活MPOAGABA传入纤维是否可抑制雌性小鼠PVNAVP神经元的活性。为此，向AVP-IRES-Cre小鼠双侧PVN注射AAV-EF1α-DIO-EGFP-WPRE以标记PVNAVP神经元，同时向双侧PVN注射逆行病毒rAAV2/R-VGAT1-FLP-WPRE，并向其双侧MPOA注射rAAV-hSyn-fDIO-hCHR2-mCherry-WPRE，使MPOAGABA神经元表达mCherry和ChR2。三周后制备脑片，光遗传学激活ChR2阳性的MPOAGABA末梢后，PVNAVP神经元中电流诱发动作电位的发放频率显著降低。总的来说，这些发现表明MPOAGABA神经元与PVNAVP神经元形成直接的抑制性突触，从而调节其活性并影响抑郁样行为。

图9.MPOAGABA神经元直接抑制PVNAVP神经元

图10.PVNAVP神经元的单突触输入

总结

本研究揭示，在HW小鼠模型中，PVNAVP神经元是MPOAGABA神经元的下游靶标。这些神经元在介导抑郁样行为中发挥关键作用，而AVP则是其中重要的调控因子。MPOAGABA-PVNAVP环路可能作为先前发现的MPOAGABA-VTA环路和MPOAGABA-PAG环路的补充或中间通路，共同参与HW模型中抑郁样行为的调控。这些发现表明，MPOAGABA-PVNAVP环路是HW诱导的抑郁行为的关键神经基础，并凸显其作为激素相关情绪障碍治疗靶点的潜力。

图11.MPOA-PVN环路在NHW和HW雌性小鼠中发挥作用的工作模式图

本研究得到国家自然科学基金项目（项目编号：32471073、32171011、32100816）、科技创新2030重大项目（项目编号：2021ZD0202805）等支持。

本文使用的病毒产品，列表如下：

了解产品及服务

请扫码添加客服微信：BrainVTA2020