2026-09-11
Neuron | 赵苹苹等揭示自闭症模型中伏隔核社会表征的细胞类型特异性异常
社会交往障碍是 自闭症谱系障碍 (autism spectrum disorder, ASD ) 的核心特征之一,其神经环路机制仍未被完全阐明。社会动机理论【 1 ,2 】 认为, 社会互动本身具有奖赏属性,而社会奖赏和动机减弱可能是自闭症社交障碍的重要原因。 伏隔核 (nucleus accumbens, NAc ) 是大脑奖赏和动机系统的重要组成部分,主要由表达多巴胺D1受体或D2受体的中型棘状神经元 (D1-MSNs和D2-MSNs) 组成 【 3 ,4 】 。然而,伏隔核神经元如何表征和调控社会互动,这些表征在自闭症中是否发生异常,以及D1-MSNs和D2-MSNs在其中分别发挥何种作用,仍不清楚。 2026年9月10日,加州大学洛杉矶分校 Peyman Golshani 团队在 Neuron 发表题为 Cell-type-specific disruption of nucleus accumbens social representations in a mouse model of autism 的研究论文。 该研究结合基于UCLA Miniscope 的自由活动小鼠在体钙成像、纵向神经元追踪、群体解码分析和细胞类型特异性光遗传调控,揭示了伏隔核社会信息表征及其在 Cntnap2 基因敲除自闭症模型小鼠中的异常。 1 整体抑制伏隔核促进社会互动 研究采用开放场自由社交范式,让实验小鼠与一只陌生同性小鼠在场地中自由互动,以模拟自然状态下的社会交。研究人员首先利用光遗传方法抑制小鼠伏隔核核心区的神经元活动。出乎意料的是,整体抑制并未减少社会行为,反而使其显著增加。该结果表明,伏隔核并非只是简单地驱动社会行为,其部分神经活动也可能对社会互动产生限制作用。在此基础上,研究人员进一步探索伏隔核神经元如何表征自然社会互动。 2 伏隔核神经元群体选择性编码社会互动 利用头戴式微型显微镜,研究人员记录了自由活动小鼠在社会互动和物体探索过程中的伏隔核神经元活动。结果发现,一部分神经元在社会互动期间活动增强(社会兴奋型神经元), 另一部分神经元的活动受到抑制(社会抑制型神经元),二者统称为社会反应神经元 (social cells)。与物体探索相比,更多伏隔核神经元受到社会互动调控。群体解码分析显示,伏隔核神经元活动能够可靠地预测小鼠的社会互动状态,且这种表征不能简单地由运动状态解释。 研究人员还比较了社会互动与蔗糖摄取的神经编码。两种自然奖赏主要由彼此不同但存在少量重叠的伏隔核神经元群体表征,说明伏隔核并非通过一个统一的奖赏信号编码所有奖赏体验,而是相对选择性地表征不同类型的奖赏行为。 3 Cntnap2缺失导致伏隔核社会表征受损 随后,研究人员在Cntnap2基因敲除小鼠中,首先考察了单次社会互动实验中的伏隔核神经活动。尽管敲除小鼠中受到社会互动调控的神经元比例没有明显减少,但伏隔核神经群体在单次记录中对社会互动的解码能力显著下降。研究人员进一步发现,整体抑制伏隔核同样能够增加Cntnap2基因敲除小鼠的社会互动。更为引人注目的是,这种改善可持续至光刺激结束后的数天,提示短暂抑制伏隔核可能产生持续性的环路效应。 为了考察社会表征的长期稳定性,研究人员连续六天记录小鼠与同一只小鼠自由互动时的伏隔核活动。野生型小鼠的神经群体活动能够跨天预测社会互动,而Cntnap2基因敲除小鼠的跨天解码能力明显减弱。因此,Cntnap2缺失不仅影响单次社会互动的神经编码,也损害了伏隔核社会表征在不同天之间的稳定维持。 4 D1-MSNs和D2-MSNs对社会互动发挥相反作用 为了确定伏隔核不同细胞类型的作用,研究人员分别抑制D1-MSNs和D2-MSNs。结果显示,抑制D1-MSNs减少社会互动,而抑制D2-MSNs则增加社会互动,表明两类神经元以不同方式调控社会行为。随后,研究人员分别记录了两类神经元的钙活动。在单次记录中,野生型小鼠的 D1-MSNs表现出较为突出的社会兴奋反应,这与抑制D1-MSNs会减少社会互动的结果相一致。在Cntnap2基因敲除小鼠中,社会兴奋型D1-MSNs明显减少, D1-MSN群体对社会互动的解码能力也显著下降。相比之下,D2-MSNs在单次记录中未表现出明显的社会表征异常,提示Cntnap2缺失首先表现为较为突出的D1-MSNs社会编码异常。 研究人员随后通过连续六天的钙成像考察两类神经元社会表征的长期变化。在野生型小鼠中,D1-MSNs包含更多社会反应神经元,且其群体活动在同一天和跨天分析中均能更好地解码社会互动。长期记录进一步揭示,Cntnap2基因敲除小鼠不仅表现为社会兴奋型D1-MSNs减少,还表现为社会抑制型D2-MSNs减少。与此同时,两类神经元群体在同一天和跨天尺度上的社会解码能力均受到损害。 社会