NTS-VTA投射神经元的高阶突触组织特征及其对胆囊收缩素（CCK）的差异性响应机制研究

本研究揭示了孤束核（NTS）向腹侧被盖区（VTA）投射神经元的独特表型和功能特性。通过逆行示踪和电生理技术，发现这类神经元主要分布在内侧及尾部NTS区域，多为儿茶酚胺能（TH+）和/或胰高血糖素样肽-1（GLP-1+）表型，且多数表达VGlut2呈现谷氨酸能兴奋性特征。关键发现包括：1）VTA投射神经元主要通过多突触（高阶）通路接收迷走神经传入信号；2）与普通NTS神经元不同，其自发放电活动显著受摄食肽胆囊收缩素（CCK）抑制。这些发现为理解脑干对中脑奖赏系统的调控提供了新视角。

　　

NTS-VTA投射神经元的解剖学分布特征

研究通过VTA靶向注射荧光微球（retrobead）进行逆向示踪，发现投射神经元广泛分布于孤束核（NTS）的吻侧至尾侧区域，其中内侧和尾部NTS密度最高。这些神经元在亚核分布上呈现明显选择性：集中出现在内侧（SolM）、连合部（SolC）和腹侧（SolV）亚核，而间质部（SolI）和呼吸相关亚核几乎无标记。值得注意的是，投射神经元主要位于NTS内，相邻的迷走神经背核（DMV）和最后区（AP）均未发现标记，证实了NTS-VTA通路的特异性。

神经化学表型的精准解析

免疫组化和RNA原位杂交显示，VTA投射神经元中50%表达酪氨酸羟化酶（TH），39%表达胰高血糖素样肽-1（GLP-1），且存在少量TH/GLP-1双阳性群体。双标实验进一步揭示，67%的标记神经元至少表达其中一种神经肽，显著高于普通NTS神经元（22%）。单细胞PCR证实，所有记录到的投射神经元均表达VGlut2，符合谷氨酸能表型特征，其中43%同时检测到Gad1转录本，提示可能存在谷氨酸/GABA共传递现象。

高阶突触组织的电生理证据

全细胞膜片钳记录发现：

• 70%的VTA投射神经元通过多突触通路接收迷走神经传入信号（突触抖动>200μs）

• 直接单突触输入的振幅显著小于普通神经元（59±28 pA vs 176±111 pA）

• 自发性兴奋性突触后电流（sEPSC）振幅降低（21±6 pA vs 29±13 pA），反映其突触主要来自中间神经元而非初级传入

胆囊收缩素（CCK）的差异性调控

在100 nM CCK处理时：

• 64%普通NTS神经元sEPSC频率增加（8.3→16.5 Hz）

• 53%投射神经元sEPSC频率被抑制（11.2→5.4 Hz）

  这种抑制效应可能通过激活GABA能中间神经元实现，因为CCK-1受体仅表达于迷走神经末梢而非NTS本体。

功能意义与未来展望

该研究首次系统描绘了NTS-VTA通路的突触组织原则：

1）作为高阶整合神经元，主要接收经中间神经元处理的"二次信号"

2）TH+与GLP-1+群体可能分别编码饥饿/饱食信息

3）CCK的抑制效应提示该通路可能参与解除对VTA多巴胺神经元的抑制

这些发现为理解脑干-中脑环路在摄食动机调控中的作用提供了新框架，未来可通过光遗传学等手段验证不同亚群在行为调控中的特异性功能。