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以身体为导向的刻板重复行为（BFRBs）是一种常见的以反复出现针对自身某部位的非功能性行为为主的神经精神疾病，BFRBs带来的愉悦感使得患者产生类似成瘾样的强迫行为。与人类相似，许多动物在面对压力时也会表现出异常增强的刻板重复行为——自我梳理。然而，重复样板行为影响焦虑调节的神经机制目前仍不清楚。 2022年9月6日上海交通大学基础医学院黄菊课题组在Neuron杂志上发表文章揭示了CeA-MPL-VTA环路在自我梳理和应激后焦虑调节中的双重作用。
首先，课题组通过逆行示踪技术发现VTA和LHA这两个奖赏信号相关的脑区接收中脑内侧脑桥旁核（MPL）的神经投射，而光激活MPL生长抑素（SST）能神经元（MPL-SST）显著增加了小鼠的自我梳理时间，且随着刺激频率的增加，小鼠自我梳理的时间增加而延迟减少。对成年小鼠MPL脑区进行空间转录组测序分析结果显示MPL富集表达编码神经肽的SST 和PTH2基因。
图1|光激活 MPL-SST神经元增加了小鼠的自我梳理行为 为了研究MPL-SST如何导致自我梳理，课题组采用钙成像技术发现小鼠自我梳理时伴随着MPL-SST神经元钙信号的增强，且钙离子增加的幅度与自我梳理的持续时间呈正相关，即MPL-SST神经元在功能上参与了自我梳理的启动和维持。 考虑到MPL-SST神经元对应激的反应，课题组以化学遗传抑制MPL-SST后发现小鼠自我梳理行为、在随后的旷场中央和高架十字迷宫开放臂中停留时间显著减少，而其在随后的新奇抑制试验（NSF）中的进食延迟增加。这些结果表明，MPL-SST神经元功能缺陷损害了应激诱导的自我梳理和应激后焦虑的减轻。
图2|抑制MPL-SST神经元活动导致小鼠行为学异常 为了研究MPL-SST神经元的输入环路，课题组再次以逆行示踪发现MPL主要接受来自中央杏仁核（CeA）、终纹床核（BNST）、腹外侧中脑导水管周围灰质（vlPAG）等脑区的投射。且在激活CeA-MPL环路后可促进自我理毛行为，而化学抑制MPL-SST神经元则抑制了上述光激活诱导的自我梳理。这些结果表明，MPL-SST神经元介导的自我梳理由CeA的特异性输入触发。 动物行为实验分析软件推荐   随后，课题组以顺行病毒示踪实验发现除了VTA 和 LHA外，MPL还投射到下丘脑背内侧（DMH）、vlPAG、脑室周围区（PVA）和内侧视前区（MPO）。光遗传激活MPL到VTA、LHA/DMH和vlPAG的投射可诱发小鼠自我梳理，而抑制MPL投射到VTA、LHA/DMH、vlPAG环路后可减弱应激引起的自我理毛行为。这些结果表明MPL-SST神经元以“一对多”的神经投射发送侧支轴突投射来协调自我梳理。
图3|激活MPL的上游投射诱发小鼠自我梳理行为 考虑到VTA和LHA对奖赏信号的编码作用，课题组继续研究MPL-SST神经元与奖赏的关系。条件位置偏好实验显示小鼠在能够激活MPL-SST神经元的光刺激室停留时间更久，即激活MPL-SST神经元具有奖赏性。随后的免疫荧光实验发现MPL-SST神经元是兴奋性神经元，分泌STT和PTH2。通过sgRNAs特异性敲低STT后，可明显减弱光激活MPL-SST神经元引起的奖赏行为，但敲低PTH2不会影响奖赏行为，即神经肽SST足以促进MPL-SST神经元的奖赏影响。
图4|条件位置偏好实验结果 最后，课题组以免疫染色和电生理实验发现MPL-SST神经元与VTA-DA神经元形成单突触连接——钠通道阻滞剂河豚毒素抑制了诱发的EPSCs，而钾通道阻滞剂4-氨基吡啶则逆转了TTX抑制的EPSCs。进一步的钙成像结果显示MPL-SST神经元的激活和自我梳理行为都会触发伏隔核多巴胺的释放，而阻断多巴胺信号则减弱了小鼠自我梳理行为，这些结果表明MPL-SST神经元通过影响VTA-DA信号介导个体自我梳理和焦虑调节。
图5|MPL-SST神经元与VTA-DA神经元形成单突触连接 总的来说，本文主要通过病毒示踪结合光遗传学技术揭示了MPL-STT 神经元通过CeA➟MPL-STT➟VTA多巴胺神经环路调控重复样板行为和焦虑样表型并介导奖赏信号。该研究通过对刻板重复行为与情绪调控之间相互作用的神经环路机制做出分析，为人类BFRBs相关精神疾病的治疗提供了靶点。
图6|CeA➟MPL-STT➟VTA环路工作机制  https:///10.1016/j.neuron.2022.08.010
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