我国科学家揭示催产素可通过脑内投射纤维影响情感行为

    2020年11月19日，Neuron杂志在线发表浙江大学与华中科技大学团队合作成果“Reconstruction of the Hypothalamo-Neurohypophysial System and Functional Dissection of Magnocellular Oxytocin Neurons in the Brain”。科研团队解析了下丘脑-神经垂体内分泌系统（HNS）的三维精细结构及中枢功能，研究揭示了催产素并不是仅仅通过释放到外周起到激素的作用，也可以通过投射到脑内情感调控区域而影响我们的情感行为。

    下丘脑存在着一群特殊的神经内分泌细胞，它们既保留了神经元的放电特性，又能够释放激素入血，作用于外周的靶器官，在调节机体生长发育、代谢生殖和内环境稳态中发挥着重要作用。其中，分泌血管加压素（AVP，又称抗利尿激素）和催产素（OXT）的神经元主要位于下丘脑室旁核（PVN）与视上核（SON）。它们胞体大，轴突长且直接投射至神经垂体，构成下丘脑-神经垂体系统，即大细胞性神经内分泌系统。

    从神经垂体释放入血的AVP与OXT调控机体的水盐平衡、分娩与泌乳等重要过程，近年来药理学研究显示，AVP和OXT作为神经肽类神经调质，在脑内能调控机体的社交、恐惧和情感等，但内源性OXT是通过释放至外周后重新入脑，还是大细胞内分泌神经元（MNCs）直接在脑内释放OXT发挥作用目前并不清楚。阐明内源性OXT的作用及机制依赖于对MNCs全脑投射的精细三维重构及其功能活动的精准靶向操控。

    科研人员巧妙地将逆向示踪病毒注射至大鼠的神经垂体，利用病毒沿轴突高效逆向转运的特性，点亮整个HNS，利用自主开发的荧光显微光学切片断层成像（fMOST）技术，对大鼠全脑进行成像并首次完成了HNS高分辨率的三维重构。研究发现除了经典的PVN与SON外，下丘脑内多个核团都存在向神经垂体投射的AVP和OXT神经元，且部分OXT阳性大细胞能发出轴突侧枝投射至皮层、杏仁核、伏隔核、纹状体等下丘脑外的区域，提示它们可能同时向外周和中枢内释放OXT。

    为进一步探究OXT大细胞的功能，研究人员构建了OXT-Cre转基因大鼠（在OXT阳性细胞中表达Cre重组酶），并在其神经垂体注射了Cre依赖、逆向转运的化学遗传学病毒，利用药物诱导，特异性操控OXT大细胞。研究发现，激活OXT大细胞不仅能通过投射至神经垂体的主轴突释放OXT，提高外周血液中OXT的含量，也能通过脑内的侧枝释放OXT，促进大鼠的社交行为；而抑制这些细胞则产生了相反的效果。提示OXT大细胞能在外周和中枢释放OXT，协调机体稳态和中枢行为。

    该研究工作通过新技术的应用和精巧的实验设计，使我们对下丘脑-垂体神经内分泌系统这一经典结构有了新的认识。