中央外侧杏仁核规则放电神经元在情感行为调控中的核心作用及其Grik4基因剂量机制

本研究针对焦虑和抑郁等精神疾病的神经机制不明问题，通过构建Grik4过表达转基因小鼠模型，采用病毒介导的基因剂量调控和电生理技术，发现基底外侧杏仁核(BLA)神经元中Grik4基因剂量正常化可特异性恢复中央外侧杏仁核(CeL)规则放电神经元(RFC)的突触输入，从而逆转焦虑、抑郁和社交缺陷表型。该研究揭示了RFC作为情感障碍关键调控靶点的重要价值，为靶向治疗提供了新思路。

　　

精神疾病领域长期面临一个关键难题：为何焦虑和抑郁等高度共病的神经精神疾病缺乏针对性治疗手段？现有研究表明，杏仁核特别是其过度活跃状态与焦虑密切相关，但具体神经环路机制仍不清楚。更令人困惑的是，某些基因如编码红藻氨酸受体(KAR)亚基的GRIK4在自闭症和精神分裂症患者中出现拷贝数变异，暗示其可能在情感障碍中扮演重要角色。这些未解之谜促使科学家们深入探索特定神经元群体在情感行为调控中的作用。

西班牙阿利坎特神经科学研究所的Alvaro Garcia、M. Isabel Aller等研究人员在《iScience》发表的研究，通过精妙的基因工程和神经环路操控技术，揭示了中央外侧杏仁核(CeL)中一类特殊神经元——规则放电神经元(RFC)在情感障碍中的核心地位。研究团队构建了同时携带Grik4转基因和floxed内源等位基因的小鼠模型，通过病毒载体精确调控基底外侧杏仁核(BLA)锥体神经元中Grik4表达水平，结合行为学测试、电生理记录和光遗传学技术，系统研究了特定神经元群体在情感行为调控中的作用。

关键技术方法包括：1) 构建Grik4^fl/fl:TgGrik4双基因修饰小鼠模型；2) 使用AAV-CaMKIIα-Cre-GFP病毒载体实现BLA区特异性基因表达调控；3) 通过强迫游泳、高架十字迷宫等标准化行为测试评估焦虑抑郁样行为；4) 全细胞膜片钳记录CeL区神经元突触活动；5) 光遗传学刺激结合FACS分选技术验证神经环路特异性。

在结果部分，"Strategy for Grik4 normalization on basolateral amygdala neurons"章节显示，通过Cre重组酶介导的基因编辑，成功将BLA神经元中GluK4蛋白水平降至野生型水平，qPCR显示GFP阳性细胞中Grik4 mRNA降低68%。电生理记录证实，3μM红藻氨酸诱导的电流幅度从420±43.4 pA降至190.4±21.4 pA，达到与野生型相当水平。

"Assessment of Grik4 gene dose normalization in basolateral amygdala neurons on behavior"部分发现，Grik4剂量正常化使转基因小鼠在开放旷场中心区域活动距离增加2.3倍，高架十字迷宫开臂停留时间从15.2±3.1秒延长至48.6±5.7秒，强迫游泳测试不动时间减少41%，表明焦虑抑郁样行为显著改善。三室社交测试显示，实验组对陌生小鼠的探索时间从82.3±9.5秒增至142.6±12.3秒，社交记忆测试辨别指数从0.12±0.05提升至0.38±0.07，但新奇物体识别能力未恢复。

"Effects of Grik4 dose normalization on functional connectivity"章节通过电生理记录揭示，BLA-CeL环路中，RFC的mEPSC频率从4.2±0.6 Hz降至2.1±0.3 Hz，而晚放电神经元(LFC)的突触活动未见明显改变。光遗传学刺激进一步证实，RFC对蓝光诱导的突触反应幅度从357.5±79.7 pA降至107.9±39.6 pA，特异性恢复至野生型水平。

在讨论部分，作者指出这项研究具有三重重要意义：首先，明确了CeL区RFC作为情感行为调控"枢纽"的特殊地位，其突触强度变化直接关联焦虑抑郁表型；其次，揭示了Grik4基因剂量通过调节BLA神经元突触前KAR影响下游环路活性的分子机制；最后，为开发靶向RFC的精准干预策略提供了理论依据。特别值得注意的是，在自发高焦虑小鼠中，BLA区Grik4敲低可使开臂停留时间增加35%，提示该通路可能参与天然焦虑特质的形成。

该研究的局限性在于未能完全排除其他BLA投射脑区的影响。未来研究可通过更精确的环路追踪技术，进一步解析RFC与其他情感调控核团的连接模式。这些发现为理解情感障碍的神经基础提供了新视角，也为发展针对特定神经元群体的干预策略指明了方向。