  上海欣软《动物行为实验手册》正在免费包邮发放中，《动物行为实验指南》是前者的进阶篇，全书预计600页+，内容更加详实严谨，印书版预计11月份完成，获取方式请关注公众号：脑声常谈的后续通知。  Scn2a基因编码的Nav1.2蛋白是电压门控钠通道家族的成员，对动作电位的产生和传导十分重要。该基因的致病性变异引起广谱的神经和神经精神疾病，如癫痫、神经发育障碍和精神分裂症。 Nav1.2主要表达于有髓鞘的新皮质和海马谷氨酸能神经元的轴突、无髓鞘的谷氨酸能纤维无髓鞘的GABA能纤维。在新皮层和海马中的一些抑制性中间神经元中观察到中度的Nav1.2表达。值得注意的是，黑质致密部和腹侧被盖区（VTA）内的多巴胺能神经元也表达Nav1.2。Scn2a基因的许多致病性变异已在包括精神分裂症在内的广谱的神经精神疾病中被发现。然而，由这些变异引起的精神分裂症相关行为异常的病理机制仍然知之甚少。 据之前报道，虽然Scn2a已被确定为精神分裂症的基因，前脉冲抑制（PPI）也被认为是精神分裂症的一种内表型，但全身性Scn2a单敲除小鼠并未显示PPI降低。
基于此背景，2023年09月12日名古屋大学脑科学研究所神经发育障碍遗传学系ToshimitsuSuzuki团队在Molecular Neurobiology上发文揭示了mPFC和VTA脑区Nav1.2缺失对前脉冲抑制的调控作用的机制。
图1 将AAV分别注射到mPFC的IL和PrL区 首先，本课题组分别将含Cre重组酶（对照组不含Cre重组酶）的腺病毒注入Scn2afl/fl小鼠的mPFC和VTA脑区，结果含Cre重组酶腺病毒组在mPFC观察到强烈的mCherry荧光信号(图1A)，表明Loxp小鼠和Cre的病毒构建成功。使用抗Nav1.2抗体对在mPFC注射mCherry的小鼠脑切片进行免疫组织化学分析，发现mPFC有Nav1.2信号，但注射Cre酶腺病毒的小鼠这些信号则完全消失(图1B)。这组实验表明：在注射Cre酶腺病毒的Scn2afl/fl小鼠的mPFC中，Nav1.2已经被特异性的敲除。
图2 将AAV注入VTA 接着，用图1同样的方法在VTA注射Cre的病毒，特异性的敲除Scn2a(图2A, B)。在抗Nav1.2抗体的免疫组织化学分析中，在注射Cre重组酶的小鼠VTA脑区，Nav1.2的减少(图2C)。此外，PCR验证注射了Cre的Scn2a缺失的，而对照小鼠则没有Scn2a缺失(图2D)。这些结果表明，在注射AAV-mCherry-Cre的Scn2afl/fl小鼠的VTA中，Nav1.2已经被消除。
图3 在mPFC中Scn2a缺失导致PPI降低 接下来，本课题组评估了mPFC或VTA中Scn2a缺失小鼠的前脉冲抑制（PPI）。设置两种声音刺激强度(110和120 dB)。在AAV-mCherry-Cre小鼠的mPFC或VTA中没有显着差异(图3A-C)。在mPFC脑区Scn2a缺失小鼠中，74或78dB预脉冲时110dB声惊反应的PPI（%）显著下降。而VTA中Scn2a缺失小鼠在74或78dB预脉冲时，震惊反射的PPI与对照组相比显著增加。这组实验表明，mPFC和VTA神经元中Nav1.2缺失对PPI有相反的影响。
图4 在mPFC中Scn2a缺失导致社交活动性增加 随后，课题组利用三箱社交实验评估mPFC或VTA神经元的选择性纯合Scn2a缺失是否对社交能力有影响，该测试被广泛用于评估社交表现。结果显示，在mPFC脑区Scn2a缺失小鼠对陌生鼠笼的偏好明显高于空鼠笼，但mPFC脑区无Scn2a缺失的小鼠对陌生鼠笼的探索时间明显多于对照组，探索距离显著缩短，平均速度相似。在VTA中Scn2a缺失的小鼠和对照组之间，社交活动性是相当的，行进距离和平均速度与对照组相比也没有差异。这组实验表明，mPFC中的Nav1.2缺失有助于社交活动的增加和自主活动的减少。
图5 mPFC中Scn2a缺失导致探索性行为减少和焦虑样行为增加 接着，课题组通过旷场实验进一步研究了自发探索行为。在测试中，除了垂直活动外，mPFC中Scn2a缺失的小鼠的运动活动(行进距离、垂直活动和典型计数)比对照组显著减少(图5A-C)。mPFC中Scn2a缺失小鼠在探索开放场地中心的时间明显少于对照组(图5D)。这组实验表明，mPFC的Scn2a缺失影响运动活动和焦虑样行为。
图6 在mPFC和VTA中Scn2a缺失小鼠中影响PPI的环路机制 最后，总结图A为对照小鼠的典型神经环路。图B假设mPFC中Scn2a缺失的小鼠PPI降低的神经环路。在该模型中，mPFC-NAc环路被抑制，从而抑制NAc中的D1R+MSN。激活的D1R+MSN依次过度抑制腹侧pallidum (VP)和桥脚被盖核(PPTg)细胞。NAc和VP的PPTg投射神经元可能支配不同类型的PPTg细胞。然后，它可以过度抑制或减少兴奋性突触传递到抑制性神经元，如桥脑网状核(PnC)的甘氨酸能神经元，导致PPI降低。(图6B)。图C为假设在VTA中Scn2a缺失的小鼠中PPI增加的神经回路。从VTA向NAc的D1R+MSN释放的多巴胺受损可导致VP和PPTg细胞去抑制。NAc和VP的PPTg投射神经元可能支配不同类型的PPTg细胞。然后，它可以增加兴奋性突触传递到(或去抑制)PnC的甘氨酸能神经元，并可能导致PPI升高。（图6C）。 综上所述，研究结果表明，mPFC中Nav1.2缺失涉及多种行为异常，包括社交活动性增加、低活动性、焦虑样行为增加和PPI下降。VTA中的Nav1.2缺失对大多数这些行为异常没有影响，但使PPI有升高。  https:///10.1007/s12035-023-03610-6 特别鸣谢 |
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