近日，国际学术期刊《Nature Communications》在线发表了东南大学张志珺教授联合南京医科大学胡刚教授和南京中医药大学吴芳芳副教授团队的题为 “A visual cortical-lateral posterior thalamic nucleus circuit regulates depressive-like behaviors in male mice”即“视皮层-丘脑外侧后核回路调节雄性小鼠的抑郁样行为”的最新成果。
图：初级视皮层-丘脑外侧后核回路调节雄性小鼠抑郁样行为
近一个世纪前学者已提出了情感的脑回路是边缘回路即Papez环路的假设，越来越多的证据揭示了该封闭回路在情感加工或情感障碍中的核心作用，随着脑影像和光遗传学快速发展和应用，逐步阐明了其他脑区例如前额叶、外侧疆核、伏隔核等在抑郁障碍和抗抑郁干预的作用，然而，视觉皮层不属于经典的情感脑区，尽管仍然有证据表明其脑结构功能和功能连接异常与抑郁关联，远未阐明视觉皮层分层和神经细胞亚型及其选择性投射环路在抑郁发生的确切机制。
该研究综合运用化学遗传学、光遗传学、钙成像、顺行逆行神经示踪和光纤记录等技术，发现慢性应激诱导抑郁样行为小鼠初级视皮层（V1区）神经元活性减低，皮层5/6层和谷氨酸能神经元亚型为著；进一步发现V1选择性下游投射至丘脑外侧后核（LP）区域的谷氨酸能神经元（GluV1→LP）中活性减少，而非LD和SC下游投射区；V1及其至LP投射特异性活性减低与小鼠抑郁表型相关。接着，通过光遗传学或化学遗传学激活V1区或GluV1-LP投射神经元可显著改善小鼠抑郁样行为，反之，抑制其神经元活动则加重了小鼠抑郁表型。蛋白组学结合生信分析继而多重验证后锁定了显著表达下降的关键分子鸟苷酸结合蛋白γ-4（Gγ4）；而在GluV1→LP神经元中过表达Gγ4可产生抵抗抑郁作用，表明Gγ4是通过调节V1-LP环路控制情绪的重要分子。
综上所述，本文揭示了V1→LP谷氨酸能神经环路在调控小鼠抑郁样行为中的重要作用，Gγ4是V1→LP关键调控分子，神经调控精准靶向V1及其至LP投射可抵抗抑郁发生，拓展了对非经典脑区在情感障碍和抗抑郁作用的神经生物学机制的理解，也为未来的临床治疗提供了新的干预策略。
东南大学为该论著的通讯单位，东南大学张志珺教授、南京医科大学胡刚教授和南京中医药大学吴芳芳副教授为本文的共同通讯作者，吴芳芳副教授为本文唯一第一作者，浙江大学崔一卉教授团队在部分电生理实验中做出了重要贡献，中科院深圳先进技术研究院和深圳理工大学课题组做为通讯单位之一参与了本项研究。该研究得到了国家自然科学基金委医学部重点项目、科技部2030-科技创新重大项目等资助。