浙江大学Nature子刊发布光遗传学研究新成果

　　

生物通报道 来自浙江大学医学院、中科院脑科学与智能技术卓越创新中心的研究人员证实，背外侧大脑脚盖 (laterodorsal tegmentum, LDT) 中间神经元亚型调控了嗅觉信号诱导的先天性恐惧。这项研究工作发布在1月4日的《自然神经科学》（Nature Neuroscience）杂志上。

浙江大学医学院博导汪浩（Hao Wang）研究员及段树民(Shumin Duan)院士是这篇论文的共同通讯作者。

先天性恐惧，指的是动物体无需学习，可以通过遗传获得的对特定物体，环境或境遇的恐惧。比如，老鼠怕猫。哪怕是从未接触过猫的实验室饲养的小鼠，第一次遇见猫时也会恐惧，害怕。先天性恐惧这种负面情绪对生物体有效躲避危险环境，从而在漫长的历史进化过程中存活下来，繁衍后代都起到至关重要的作用。另一方面，如果这一恐惧发生异常，比如在外界并不存在威胁时，动物体也产生了恐惧的情绪，则和某些疾病如焦虑症，抑郁症，恐怖症密切相关。至今为止，对于大脑中哪些部位参与调控了动物的先天性恐惧，人们仍知之甚少。

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光遗传学（optogenetics）是一种通过使用光学技术和遗传技术来实现控制行为的方法，它克服了传统的只用光学手段控制细胞或有机体活动的许多缺点，为神经科学提供了一种变革性的研究手段。通过光遗传学工具，能够激活清醒哺乳动物的单一神经元，并直接演示神经元激活表现出的行为结果（延伸阅读：2015重大技术进展：CRISPR、光遗传学 ）。

在这篇新文章中研究人员发现，小鼠捕食者气味物质TMT(Trimethylthiazoline)可特异性激活背外侧大脑脚盖 (LDT)和外侧缰核(LHb)。他们利用光遗传学选择性刺激LDT的GABA能神经元，立即生成了恐惧样反应（僵化、心律加快及血清肾上腺酮增高），而长时间的刺激可导致焦虑样行为。

值得注意的是，尽管选择性刺激小白蛋白(PV)阳性中间神经元同样诱导出了恐惧样反应，刺激LDT的生长抑素(Somatostatin)阳性中间神经元或抑制PV神经元则可在不影响条件性恐惧的情况下抑制TMT诱导的恐惧样反应。最后，研究人员证实借助LHb谷氨酸能输入信号激活LDT中间神经元足以生成恐惧样反应。

因此，LHb-LDT信号通路对于调控嗅觉信号诱导的先天性恐惧至关重要。新研究结果为治疗干预焦虑症提供了一个潜在的靶点。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Laterodorsal tegmentum interneuron subtypes oppositely regulate olfactory cue-induced innate fear

Innate fear has a critical role in survival of animals. Unlike conditioned fear, the neuronal circuitry underlying innate fear is largely unknown. We found that the laterodorsal tegmentum (LDT) and lateral habenula (LHb) are specifically activated by the mouse predator odorant trimethylthiazoline (TMT). Using optogenetics to selectively stimulate GABAergic neurons in the LDT immediately produced fear-like responses (freezing, accelerated heart rate and increased serum corticosterone), whereas prolonged stimulation caused anxiety-like behaviors. Notably, although selective stimulation of parvalbumin (PV)-positive interneurons similarly induced fear-like responses, stimulation of somatostatin-positive interneurons or inhibition of PV neurons in the LDT suppressed TMT-induced fear-like responses without affecting conditioned fear. Finally, activation of LHb glutamatergic inputs to LDT interneurons was sufficient to generate fear-like responses. Thus, the LHb-LDT pathway is important for regulating olfactory cue–induced innate fear. Our results provide a potential target for therapeutic intervention for anxiety disorder.

作者简介：

汪浩

浙江大学特聘研究员，博士生导师，浙江大学卫生部医学神经生物学重点实验室PI。1997年毕业于安徽大学，获生物化学学士学位。2006年在中国科学技术大学微尺度国家重点实验室获得神经生物学博士学位。随后赴国际著名的转基因小鼠基地-美国杰克逊实验室进行博士后研究，从2008年开始成为美国神经科学学会和美国科学发展进步协会会员。主要的研究方向是神经环路的发育和可塑性。在小鼠丘脑感觉神经环路发育的研究中获得了一系重要成果，首次提出并证明突触精细化的两个方面：突触删除和突触强化并不相关，它们是由不同机制调控的。其研究多次发表在J Neurosci，J Physiol和 Current biology等SCI杂志上，并被J Physiol和Science daily等相关学术杂志和网站评论报道。

段树民

浙江大学医学院院长，教授。中国科学院院士，发展中国家科学院（第三世界科学院, TWAS）院士，全国政协委员, 中国神经科学学会理事长，亚太神经科学学会主席。1982年毕业于蚌埠医学院， 1991年在日本九州大学获博士学位。1997-1999年先后在夏威夷大学和加州大学旧金山分校做博士后研究。2000-2009年在中国科学院神经科学研究所先后任研究员、神经科学国家重点实验室主任、副所长。长期从事神经生物学研究，在神经元-胶质细胞相互作用、突触发育和功能等研究领域作出系统的创新工作，尤其在胶质细胞信号分子释放机制、胶质细胞对神经环路和突触可塑性的调控等方面取得重要研究成果。任《Neuroscience Bulletin》主编，《Journal of Neurophysiology》、《Glia》、《Hippocampus》、《Neurobiology of Disease》等国际神经科学杂志编委。2008年获何梁何利科学与进步奖，2010年获国家自然科学二等奖。
　　
主要研究兴趣是突触形成和活动依赖性突触可塑性的机制，尤其对星状胶质细胞在突触形成和活动依赖性突触可塑性中的作用感兴趣，并研究胶质细胞释放活性物质的机理。