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Nat Commun丨中山药创院揭示前扣带皮层调控社交行为的关键抑制性神经环路

发布时间:2025-05-22

孤独症谱系障碍,简称孤独症或自闭症,是一种与遗传密切相关的神经发育障碍性疾病,近年来诊断率不断攀升。ASD的核心症状之一是社交障碍,但表现形式却千差万别有的孩子缺乏社交动机,有的则难以应对复杂的社交情境,这种临床表征的高度异质性,也为早期诊断和精准治疗带来了巨大挑战。

日,中科中山药物创新研究院陈迁团队联合空军军医大学基础医学院神经生物教研室武胜昔教授团队、王文挺教授团队,在国际著名期刊Nature Communications发表题为 “Anterior cingulate cortex parvalbumin and somatostatin interneurons shape social behavior in male mice” 的研究论文揭示了孤独症社交障碍的环路基础,为理解孤独症的高度异质性提供了全新视角,并为未来精准干预策略奠定了理论基础。


该研究聚焦于与社交行为密切相关的大脑区域——前扣带回皮层(ACC),并以两类关键抑制性中间神经元——小清蛋白(Parvalbumin, PV)和生长抑素(Somatostatin, SST)阳性神经元为切入点,系统探究其在社交行为不同阶段中的特异性作用。研究团队通过病毒介导的钙成像技术发现,在社交互动过程中,ACC区域的PV和SST神经元活动均出现抑制,但分别对社交探索与社交偏好具有不同贡献。进一步通过凋亡病毒和光遗传学手段,实验证实了PV神经元在社交探索,而SST神经元在社交偏好中的关键作用。

随后,研究中使用具有社交障碍表型的Shank3基因突变小鼠模型,深入分析上述神经元在病理状态下的功能改变。单细胞转录组测序发现,这些突变小鼠的PV与SST神经元中与孤独症相关的Kcnh7基因表达显著下调。通过CRISPR-Cas9介导的基因敲除、膜片钳电生理以及行为学实验,研究进一步证明Kcnh7在调控不同神经元亚型功能及其对社交行为的差异化影响中具有关键作用。

在环路机制层面,研究采用伪狂犬病毒示踪发现,ACC中PV神经元主要接受来自丘脑外侧后核(LPMR)的投射,而SST神经元则接受来自腹侧海马(vHPC)的输入。结合光遗传学和电生理验证,研究首次明确了这两条上游环路与ACC局部抑制性中间神经元在社交行为调控中的精细分工,揭示了“长程输入―局部神经元亚型―行为表现”这一多层次环路调控框架。该研究不仅为理解孤独症社交障碍的异质性提供了坚实的神经生物学基础,也为未来基于环路精度的干预策略提供了理论支撑。

中山药创院陈迁研究员、空军军医大学武胜昔、王文挺研究员为本文通讯作者。空军军医大学祁楚楚、司马雯琦、毛宏晖为本文共同第一作者。中山药创院邓茂助理工程师和叶苇一科研助理在本文中做出了重要贡献。研究得到麻省理工学院冯国平教授,加州大学洛杉矶分校董红卫教授,浙江大学医学院罗建红教授的指导和建议。研究获得了国家自然科学基金重大项目、科技创新2030-脑科学与类脑研究重大项目等项目的资助。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-025-59473-z