海马腹侧 CA2 区对社交记忆和社交攻击的差异化作用及机制研究

【字体: 时间:2025年05月15日 来源:Cell Reports 7.5

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  该研究聚焦海马 CA2 区,发现其沿背腹轴延伸,背侧(dCA2)和腹侧(vCA2)在投射模式、突触作用和行为角色上有异同。dCA2 抑制影响社交记忆和攻击,vCA2 抑制仅影响攻击,揭示 CA2 背腹轴功能分化,为相关神经机制研究提供新视角。

  

研究背景与目的


海马不同亚区在认知与情绪行为编码中可能存在功能分化,但 CA2 区背腹侧(dCA2 和 vCA2)的特性与行为作用尚不明确。既往研究显示 dCA2 参与社交记忆并促进社交攻击,而 vCA2 的作用未知。本研究旨在通过分子、解剖、电生理及行为学实验,明确 vCA2 的特征及其在社交行为中的角色。

CA2 区沿海马背腹轴的分布与分子特征


研究利用Avpr1b-Cre+/-PCP4-Cre+/-小鼠模型,发现 CA2 区从海马背侧延伸至腹侧极端位置。分子层面,dCA2 神经元高表达 RGS14、STEP、Avpr1b 等标记物且重叠率高,而 vCA2 分子异质性更高,PCP4 是其广泛表达的标记物,但仅部分细胞共表达其他 CA2 标记,约 36% 的 vCA2 细胞仅表达 PCP4。电生理显示,vCA2 神经元与 dCA2 具有相似的内在电生理特性,如输入电阻、膜电容及电压 sag 反应,且与 CA1 神经元有显著差异。形态学上,vCA2 神经元缺乏 CA3 特征性的棘状突起, apical 树突分支点距胞体更近,与 dCA2 一致。

CA2 背腹侧的投射模式与突触作用


dCA2 主要投射至 dCA1 和背外侧隔核,而 vCA2 密集投射至 vCA1 的 b/c 亚区(靠近 vCA2 边界)的 Oriens 层,与 dCA2 投射至 vCA1a 亚区(靠近下托边界)的 Radiatum 层形成互补。在外侧隔核,dCA2 投射至背前部,vCA2 投射至腹后部,呈现拓扑投射模式。突触反应方面,vCA2 神经元对内嗅皮层(EC)输入的反应强于 CA3 输入,与 dCA2 类似,但 vCA2 的 EC 刺激引发的兴奋性突触后电位(EPSP)显著大于 CA3,而 dCA2 的 EC 和 CA3 引发的 EPSP 幅度相近。此外,vCA2 激活在 vCA1 中引发的抑制性突触后电流(IPSC)大于 dCA2 在 dCA1 中的作用,导致 vCA1 的 IPSC/EPSC 比率更高。

背腹侧 CA2 在社交行为中的差异化作用


化学遗传学抑制 dCA2 显著损害单试次和双试次社交记忆识别任务中的社交新颖性偏好,而抑制 vCA2 对社交记忆无显著影响。在社交攻击行为中,利用PCP4-Cre+/-小鼠抑制 vCA2,导致 Resident-intruder 测试中攻击持续时间和次数显著减少,且不影响社交兴趣,表明 vCA2 与 dCA2 类似,对社交攻击起促进作用。机制上,dCA2 通过投射至背外侧隔核抑制腹侧隔核神经元,从而解除对下丘脑 VMHvl 的抑制以促进攻击;vCA2 可能通过投射至外侧隔核的腹后部,以类似机制发挥作用。

结论与展望


本研究首次系统揭示 vCA2 的存在及其与 dCA2 的异同:两者在分子异质性、投射模式和突触作用上存在差异,但均参与社交攻击,而社交记忆主要依赖 dCA2。研究支持海马 CA2 区沿背腹轴的功能分化,背侧偏向认知(社交记忆),腹侧偏向情绪(社交攻击),与 CA1 区的功能分化模式一致。未来需进一步探索 vCA2 的社交表征特性及其与其他脑区的连接,以全面解析海马在社交行为中的神经机制。

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