Neuron | 长期压力下的社交回避!fMOST助力吴海涛团队解析慢性应激诱导社交障碍的环路机制

2026-04-24

慢性应激是诱发社交功能障碍的核心风险因素,常表现为社交回避、社交新颖性偏好丧失等症状,与抑郁症、社交焦虑症等精神疾病密切相关。日常生活中,长期的情绪压力会让部分人逐渐疏远社交、对新的社交关系失去兴趣,而另一些人则能保持正常社交功能,这种个体差异的神经机制长期未被阐明。前岛叶(aIC)作为整合情绪、体感与社会信息的核心脑区,与前额叶皮层(PFC)存在密集连接,被推测参与社交行为调控,但前岛叶不同亚区(背侧 AID、腹侧 AIV)与前额叶的环路分工、应激状态下的功能重构,以及催产素受体(OXTR)信号在其中的作用,仍缺乏系统性解析。明确慢性应激调控社交行为的特异性环路与分子机制,对开发社交障碍的精准干预策略具有重要意义。

 

 

2026年3月26日,北京基础医学研究所吴海涛团队在《Neuron》上发表了题为 “Dual anterior insula-prefrontal cortex circuits mediate chronic stress-induced social interaction deficits” 的研究性论文。本研究揭示了前岛叶-前额叶双重环路介导慢性情绪应激(CES)诱导社交障碍的核心机制。慢性应激会筛选出社交恐惧、新颖性偏好丧失的易感(SUS)小鼠,其前岛叶背侧(AID)CaMKIIα⁺神经元→前额叶联合皮层(FrA)环路过度激活,编码社交恐惧;而前岛叶腹侧(AIV)CaMKIIα⁺神经元→前额叶边缘下皮层(PrL)环路活性降低,导致社交新颖性偏好缺陷。机制上,AID环路的过度激活会通过局部小白蛋白(PV⁺)中间神经元抑制 AIV 环路,同时PrL区GABA能神经元的OXTR信号下调,进一步削弱AIV 环路功能。恢复AIV→PrL环路活性或增强PrL区OXTR信号,可逆转应激诱导的社交缺陷。该发现阐明了社交恐惧与新颖性偏好调控的环路分离机制,为应激相关社交障碍的治疗提供了新靶点。

 

01 慢性情绪应激诱导小鼠出现社交障碍亚型分化(图 1)

通过慢性情绪应激(CES)模型,研究发现小鼠对压力表现出个体差异:易感(SUS)小鼠表现出明显的社交回避,且丧失社交新颖性偏好;而抵抗(RES)小鼠的社交行为与对照组(CTRL)无差异。进一步分析显示,SUS小鼠仅针对社交刺激存在回避行为,对新颖物体的认知功能正常,且未出现抑郁样表型,证实其社交缺陷具有特异性。c-Fos 脑图谱分析显示,SUS小鼠前岛叶AID区激活增强、AIV区激活减弱,而RES小鼠AID与AIV区均呈激活状态,提示前岛叶亚区的双向活性变化与社交障碍相关。

 

 

02 前岛叶AID与AIV区存在特异性前额叶投射(图2)

 

为探究其神经环路机制,作者运用荧光显微光学切片断层扫描系统(fMOST)和逆行示踪技术实现了分辨率为0.35*0.35*1μm的全脑三维重构及环路示踪,明确了前岛叶亚区的投射特异性:AID区CaMKIIα⁺兴奋性神经元主要投射至前额叶联合皮层(FrA),而AIV区 CaMKIIα⁺神经元优先投射至前额叶边缘下皮层(PrL),两条环路几乎无重叠。这一解剖学分离提示,AID→FrA与AIV→PrL可能是调控社交行为的两条平行环路,分别承担不同功能。

 

 

03双重环路功能分离:编码社交恐惧与社交新颖性(图 3)

 

光纤记录显示,SUS小鼠在接触恐惧条件化小鼠时,AID→FrA环路钙活性显著升高,而在探索陌生小鼠时,AIV→PrL环路钙活性显著降低;RES小鼠则无此异常。电生理实验证实,AID→FrA环路过度激活源于神经元内在兴奋性增强及兴奋性突触传递增强,而AIV→PrL 环路抑制则与局部抑制性突触输入增加相关。这表明AID→FrA环路特异性编码社交恐惧,AIV→PrL环路则介导社交新颖性偏好,两条环路的功能失衡是SUS小鼠社交障碍的核心原因。

 

 

04 双向调控双重环路可逆转社交行为异常(图 4)

化学遗传学与光遗传学实验证实了环路的因果作用:抑制AID→FrA环路,可显著减少SUS 小鼠的社交回避,恢复社交新颖性偏好;而激活AIV→PrL环路,虽不影响社交回避行为,但能特异性逆转社交新颖性偏好缺陷。在正常小鼠中,抑制AIV→PrL环路可模拟SUS小鼠的社交新颖性偏好丧失,而激活AID→FrA环路则会诱发社交回避,进一步证实两条环路分别调控社交行为的不同维度。

 

 

05PrL区OXTR信号调控社交新颖性偏好(图 5)

 

RNAscope分析显示,SUS小鼠PrL区GABA能神经元的OXTR mRNA表达显著降低,而谷氨酸能神经元无明显变化。光纤记录显示,CTRL小鼠PrL区OXTR⁺神经元在探索陌生小鼠时钙活性升高,而SUS小鼠该活性显著减弱。CRISPR-Cas9介导PrL区OXTR敲低后,正常小鼠出现社交新颖性偏好缺陷;而在SUS小鼠中,通过病毒载体过表达OXTR 或局部注射OXTR激动剂(TGOT),可恢复其社交新颖性偏好,证实PrL区OXTR信号是社交新颖性调控的关键分子。

 

 

06下丘脑PVN是PrL区OXTR⁺神经元的催产素输入来源(图 6)

单突触狂犬病病毒示踪显示,PrL区OXTR⁺神经元的催产素(OXT)输入主要来自下丘脑室旁核(PVN),而非视上核(SON)。脑片电生理实验证实,催产素可通过激活OXTR,增强AIV→PrL突触的兴奋性传递(提高EPSC振幅及配对脉冲比率),而OXTR拮抗剂可阻断该效应。在体实验中,向SUS小鼠PrL区微量注射TGOT,可显著恢复其社交新颖性偏好,证实PVN→PrL的催产素-OXTR通路参与社交功能调控。

 

07前岛叶PV⁺中间神经元介导环路间抑制(图 7)

为明确AID与AIV环路的交互作用,研究发现AID→FrA环路可通过前岛叶局部的PV⁺快速放电中间神经元,抑制AIV→PrL环路。SUS小鼠中,PV⁺中间神经元的内在兴奋性显著升高,其钙活性在社交探索时增强,导致AIV→PrL环路受到过度抑制。光遗传学抑制前岛叶PV⁺中间神经元,可解除对AIV→PrL环路的抑制,恢复SUS小鼠的社交新颖性偏好,证实局部抑制性微环路是双重环路功能失衡的关键中介。

 

 

结论

本研究证实,前岛叶-前额叶双重环路通过功能分离与交互作用,调控慢性应激诱导的社交障碍:AID→FrA环路过度激活编码社交恐惧,AIV→PrL环路抑制导致社交新颖性偏好丧失,且AID环路通过PV⁺中间神经元抑制AIV环路,形成恶性循环;同时,PrL区OXTR信号下调进一步削弱AIV环路功能。两条环路的功能失衡共同导致易感小鼠出现社交障碍,而恢复AIV→PrL环路活性或增强PrL区OXTR信号,可逆转该缺陷。该发现揭示了社交行为调控的环路特异性机制,明确了AIV→PrL-OXTR通路作为应激相关社交障碍干预靶点的潜力,为开发精准化治疗策略提供了实验依据。

< 返回新闻列表