武科大网讯 近日,我校医学部田波团队与华中科技大学同济医学院张培团队在PNAS杂志在线发表了题为“Divergent BLA engram circuits orchestrate social preference dynamics in bystander male mice with self-experienced stress”的研究论文,揭示了源自基底外侧杏仁核(BLA)印迹细胞的神经环路调控社交偏好和社交回避行为的核心机制。

个体自身经历对其社交选择的灵活性具有重要调控作用,该现象背后蕴含着趋利避害的生物进化本质。社交灵活性不仅是个体塑造健康心理状态、实现心理适应的重要过程,更是社会关系得以建立、发展与维持的核心环节。以往研究已证实,个体先前的社交相关自身经历,会对社交认知、社交偏好及社交回避等各类社会行为产生重大影响。然而,先前社交经历的相关信息如何转化为后期适应性社交行为的神经机制尚不清楚。
大量研究表明,基底外侧杏仁核(basolateral amygdala,BLA)在社交失败应激相关创伤记忆的储存、再巩固和提取中发挥重要的作用。课题组前期也证实了社交失败创伤记忆由BLA印迹细胞(BLA engram cells,BLAEC)存储与编码(Neuron,2024)。“记忆印记细胞”(Engram cells)的科学概念最早由Richard Semon于1904年提出,将机体事件经历在神经系统中留下的持久物理与化学改变命名为记忆印迹(Engram),认为特定神经元群被经验激活并发生可塑性修饰后,可在后续线索触发下重新激活以实现记忆提取。因此,作者推测BLA记忆印记细胞可能参与驱动具有社交失败经历个体的后续社交灵活性,包括社交偏好和社交回避行为。
该研究聚焦社交失败经历调控后续社交选择的神经机制这一科学问题,建立联合单次社交失败应激(SSDS)和替代性社交失败应激(VSDS)的小鼠模型,综合运用光遗传学、病毒示踪、在体电生理记录、光纤钙成像等前沿技术开展研究。研究发现,SSDS相关BLA印迹细胞是调控小鼠社交行为动态变化的关键,其与前扣带回皮层谷氨酸能神经元形成的BLA EC-ACC环路,是介导社交行为改变的核心环路;而该环路下游的BLA-ACC-dHPC、BLA-ACC-vHPC、BLA-ACC-ZI 三条分支,分别特异性调控社交偏好、社交回避,以及两种行为的共同调控。
研究从 “记忆印记细胞” 的独特视角,首次明确了早期社交失败经历驱动社交行为灵活性的神经环路机制,填补了先前社交经历转化为适应性社交行为神经机制的研究空白,进一步加深了学界对社交行为本质及社交障碍相关脑疾病发生机制的理解,为抑郁症、创伤后应激障碍(PTSD)等与社交行为异常相关疾病的机制研究和干预策略开发提供了全新的理论依据和研究靶点。研究同时指出,样本仅局限于雄性小鼠、ACC 神经元群体下游投射的空间分布差异尚未解析为当前研究局限性,为后续研究指明了方向。
田波教授课题组长期致力于联合应用分子生物学、细胞生物学、动物行为学、病毒神经示踪、光/化学遗传学、在体电生理、在体钙成像、转录组学、蛋白组学、生物信息学等相关技术,解析多巴胺能神经元参与生理(如共情、恐惧记忆的形成和消退)和病理(如帕金森病、抑郁症、PTSD)过程的神经环路机制及分子机制。课题组长田波教授在中外期刊上发表论文80余篇,其中以通讯作者或第一作者在包括Neuron、Nature Cell Biology、PNAS、Nature Communications、Gastroenterology、PLOS Biology、Neuropsycopharmacology、Cell Reports等高水平期刊发表论文。以第一申请人申请和获批国家发明专利和实用新型专利6项,近年来主持国家自然科学基金项目6项,主持多项省部级及企业横向项目,获湖北省杰青项目。(医学部)