内侧乳头体两类神经元亚型形成独立平行环路调控空间厌恶与运动行为

本研究揭示了内侧乳头体(MM)中表达钙结合蛋白(CB)和钙视网膜蛋白(PV)的两类神经元亚型在分子标记、电生理特性、形态特征和环路连接上的显著差异。通过多学科交叉方法，研究人员发现MMCB和MMPV形成空间互补分布、输入输出分离且缺乏局部连接的独立亚环路，其中MMCB特异性驱动空间厌恶行为和运动增强。该研究为理解MM在认知与情绪功能中的细胞机制提供了新框架，对阿尔茨海默病和精神分裂症等MM相关疾病的靶向治疗具有启示意义。

　　

在探索大脑记忆与情感中枢的奥秘时，内侧乳头体(Medial Mammillary Body, MM)始终扮演着关键却神秘的角色。作为Papez环路和扩展海马系统的重要枢纽，MM参与空间导航、记忆巩固和情绪调控等多种高级功能，其损伤与阿尔茨海默病、精神分裂症等重大脑疾病密切相关。然而长久以来，科学界对MM神经元的多样性认知停留在"均质化"阶段——这个缺乏抑制性中间神经元的核团，其兴奋性神经元是否具有功能特化的亚型？不同亚型如何通过特异性环路实现功能分工？这些问题成为破解MM工作机制的关键瓶颈。

复旦大学的研究团队在《Molecular Psychiatry》发表的研究中，通过创新性地结合遗传标记、电生理记录、形态重建和环路追踪等技术，首次系统揭示了MM内存在两类分子标记明确、功能迥异的神经元亚型：表达钙结合蛋白(Calbindin, CB)的MM_CB神经元和表达钙视网膜蛋白(Parvalbumin, PV)的MM_PV神经元。研究发现这两类神经元不仅呈现互补的空间分布模式——MM_CB占据腹外侧区域而MM_PV聚集在背内侧，更展现出截然不同的电生理特性：MM_CB具有更高的输入阻抗、更宽的动作电位和更强的爆发式放电倾向，而MM_PV则表现出更快的最大放电频率和更规则的自发放电模式。形态学分析进一步证实，MM_CB的胞体体积更小、树突分支更为简单，这种"小而精"的结构特征与其电生理特性高度吻合。

研究团队运用光遗传学激活与纤维光度记录等技术，在自由活动小鼠中揭示了这两类神经元的功能分化：选择性激活MM_CB会引发空间回避行为和运动增强，同时其钙信号在运动期间显著升高；而MM_PV激活则无此效应。这种功能差异的环路基础通过病毒示踪得以阐明：MM_CB主要投射至前丘脑腹外侧核(AV/AM)和腹侧被盖核(VTg)的腹侧区域，接收来自海马腹侧下托(vSUB)的优势输入；MM_PV则偏好支配这些靶区的背侧部分，并更多接受背侧下托(dSUB)的输入。尤为重要的是，通过配对记录和光遗传辅助环路图谱分析，研究证实这两类亚型之间几乎不存在局部突触连接，形成了真正意义上的平行处理通道。

关键技术方法

研究采用CBCre和PVCre转基因小鼠进行细胞特异性标记，结合Ai3/Ai14报告系统实现双色荧光示踪。通过全细胞膜片钳记录分析神经元的固有电生理特性，采用生物胞素填充和三维重建进行形态学量化。运用Cre依赖性单突触狂犬病毒追踪技术绘制全脑输入图谱，利用光遗传学激活与CRACM（Channelrhodopsin-2-assisted circuit mapping）进行功能性环路验证。行为学实验采用实时位置偏好(RTPP)和旷场测试，配合光纤光度法记录钙信号动态变化。所有实验均遵循复旦大学动物伦理委员会批准的操作规范。

研究结果

MMCB和MMPV占据互补的MM区域

通过四重转基因小鼠CBCre::PVFlp::Ai3::td-FRT实现双标记显示，MM_CB与MM_PV在三维空间呈现"花萼托花蕾"式的互补分布：

。定量分析证实这两类神经元合计占MM神经元的绝大多数（约95%），且表达谱几乎不重叠。

差异化的电生理与形态特征

膜片钳记录揭示MM_CB具有显著更高的输入电阻（R_in：892±35 vs 562±26 MΩ）和更长的膜时间常数（τ：45.6±2.1 vs 28.3±1.2 ms）。动作电位分析显示MM_CB的波幅更高（102.5±1.2 vs 94.3±1.1 mV）、时程更宽（半宽1.38±0.04 vs 0.98±0.03 ms）。形态重建证实MM_CB的胞体体积（2,154±156 vs 3,208±198 μm³）和树突复杂度均显著小于MM_PV。

自发放电的能力差异

细胞贴附记录发现MM_PV的自发活跃比例更高（72% vs 41%），但在无镁条件下NMDA受体激活时，MM_CB表现出更强的爆发式放电倾向（每簇5.2±0.4 vs 3.8±0.3个动作电位）。T型钙通道电流检测显示MM_CB具有更强的低阈值激活特性（80% vs 61%检出率），这与其更强的后超极化反弹放电现象一致。

分离的输出与差异化输入

病毒示踪显示：

。MM_CB优先支配前丘脑腹外侧区，而MM_PV投射至背侧区。单突触逆行追踪发现MM_CB接收更多下丘脑输入（占比28.6% vs 19.3%）和腹侧下托投射，MM_PV则更多接受背侧下托输入。

行为功能的特异性调控

光遗传激活实验证实：

。仅MM_CB激活能引起实时位置回避（刺激侧停留时间下降35.7%）和运动增强（移动距离增加42%），这与光纤光度法记录的MM_CB钙信号在运动期间特异性升高（ΔF/F增加1.8倍）的现象一致。

缺乏局部互作的平行环路

CRACM和配对记录证实：

。在检测的123对MM神经元中未发现任何化学或电突触连接，c-Fos成像也显示光激活仅局限在目标亚型区域，证实