《Neurobiology of Disease》：Inhibition of the LHb glutamatergic pathway ameliorates depressive-like behaviors in a 6-hydroxydopamine-induced Parkinson's disease mouse model
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本研究针对帕金森病（PD）相关抑郁的病理机制，探索了外侧缰核（LHb）谷氨酸能通路的关键作用。研究人员通过化学遗传学技术，在6-羟基多巴胺（6-OHDA）诱导的PD模型小鼠中，特异性调控LHb及其下游脑区——吻内侧被盖核（RMTg）和腹侧被盖区（VTA）的神经元活动。研究发现，抑制LHb-RMTg通路或直接激活VTA多巴胺能（DAergic）神经元，均可显著改善PD小鼠的抑郁样行为，而不影响其运动功能。该研究为深入理解PD共病抑郁的神经环路机制提供了新见解，并为开发靶向LHb通路的新型抗抑郁疗法奠定了理论基础。
帕金森病（Parkinson's disease, PD）是仅次于阿尔茨海默病的第二大 neurodegenerative disorder（神经退行性疾病），全球有近千万患者深受其扰。除了广为人知的运动症状，如运动迟缓、静止性震颤等，非运动症状，尤其是抑郁，对患者生活质量的影响更为显著，甚至常常早于运动症状出现。然而，PD相关抑郁的病理生理机制至今仍不甚明了，这极大地限制了有效治疗策略的开发。近年来，大脑深处一个名为外侧缰核（Lateral Habenula, LHb）的核团引起了神经科学家的极大兴趣。LHb被认为是大脑的“反奖赏中心”，在负性情绪处理和抑郁发生中扮演着关键角色。临床和基础研究均发现，在抑郁状态下，LHb的神经元会表现出过度活跃。更有趣的是，针对LHb的深部脑刺激疗法，对难治性抑郁症患者显示出可喜的疗效。那么，在PD相关的抑郁中，LHb是否同样发挥着重要作用？它又是通过怎样的神经环路来施加影响的？这些问题成为了本研究试图解开的核心谜团。
为了回答这些问题，研究人员将目光投向了LHb的下游通路。LHb主要由谷氨酸能（Glutamatergic）神经元组成，它们像高速公路一样，将信息传递到其他脑区。其中，最重要的“出口”之一是指向一个叫做吻内侧被盖核（Rostromedial Tegmental Nucleus, RMTg）的脑区。RMTg富含γ-氨基丁酸能（GABAergic）神经元，它们作为“刹车”，强烈抑制着大脑的奖赏中心——腹侧被盖区（Ventral Tegmental Area, VTA）内的多巴胺能（Dopaminergic, DAergic）神经元的活动。多巴胺系统与动机、快感和运动控制息息相关，其功能低下是导致快感缺失和抑郁样行为的重要原因。因此，研究团队提出了一个科学假说：在PD状态下，LHb的过度兴奋，可能通过激活LHb→RMTg→VTA这条间接通路，过度抑制了VTA的多巴胺能神经元，从而导致抑郁样行为的出现。
本研究发表于《Neurobiology of Disease》。研究人员利用6-羟基多巴胺（6-OHDA）特异性损毁小鼠一侧大脑的黑质致密部（Substantia Nigra pars compacta, SNc）的多巴胺能神经元，成功构建了模拟PD病理和抑郁样行为的动物模型。随后，他们运用了化学遗传学（DREADDs）和药理学调控等前沿技术，像使用“分子开关”一样，精准地操控LHb谷氨酸能神经元、RMTg的GABA能神经元、以及LHb投射到RMTg或VTA的特定神经通路的功能。通过一系列严谨的行为学测试，如旷场实验（Open Field Test, OFT）、强迫游泳实验（Forced Swim Test, FST）和悬尾实验（Tail Suspension Test, TST），他们系统评估了这些操控对小鼠抑郁样行为（如不动时间）和运动功能的影响。
主要技术方法概述
本研究的关键技术包括：利用表达Cre重组酶的逆向腺相关病毒（rAAV-retro）和条件性表达DREADDs（hM3Dq或hM4Di）的病毒系统，实现对LHb→RMTg和LHb→VTA通路的细胞类型特异性（谷氨酸能或GABA能）和投射特异性的化学遗传学操控。通过脑立体定位注射将病毒精准导入目标脑区（LHb, RMTg, VTA）。行为学测试前腹腔注射氯氮平N-氧化物（Clozapine N-oxide, CNO）激活DREADDs。同时，采用RMTg脑区局部微量注射GABAA受体激动剂蝇蕈醇（Muscimol）或拮抗剂荷包牡丹碱（Bicuculline）进行药理学验证。通过免疫荧光染色验证病毒表达位点和6-OHDA造成的酪氨酸羟化酶（Tyrosine Hydroxase, TH）阳性神经元损毁情况。所有动物实验均遵循ARRIVE指南和伦理学规定。
3.1. LHb在下游核团中的投射模式
研究人员首先通过逆向追踪病毒示踪技术，描绘了LHb谷氨酸能神经元在野生型（WT）和6-OHDA小鼠中的下游投射图谱。结果发现，LHb的投射纤维主要密集分布在RMTg和VTA，在黑质致密部（SNpc）的投射则相对稀疏。在6-OHDA小鼠中，这种投射模式并未发生显著改变。这表明，LHb→RMTg和LHb→VTA是两条主要的输出通路。
3.2. 调控LHb谷氨酸能神经元对抑郁样行为的影响
接下来，研究团队直接对LHb本身的谷氨酸能神经元进行操控。他们发现，在6-OHDA小鼠中，利用化学遗传学方法抑制LHb谷氨酸能神经元的活性，能够有效改善抑郁样行为：小鼠在OFT中的活动距离增加，在FST和TST中的不动时间缩短。相反，激活LHb谷氨酸能神经元则加剧了WT和6-OHDA小鼠的抑郁样行为。值得注意的是，这些操控并未影响小鼠在旋转棒实验和爬杆测试中的运动协调能力，说明行为改变特异于情绪维度，而非运动功能。
3.3. 调控LHb-RMTg通路对抑郁样行为的影响
为了验证LHb是否通过RMTg发挥关键作用，研究人员精确操控了LHb→RMTg这条通路。结果非常明确：抑制LHb→RMTg通路的活性，可以显著缓解6-OHDA小鼠的抑郁样行为；而激活该通路，则会在WT和6-OHDA小鼠中均诱发抑郁样行为。这有力地证明，LHb-RMTg通路是调控PD相关抑郁样行为的关键神经环路。
3.4. 调控LHb-VTA通路对抑郁样行为的影响
作为对比，研究团队也检查了LHb直接投射到VTA的通路。出乎意料的是，无论是抑制还是激活LHb→VTA通路，均未对WT或6-OHDA小鼠的抑郁样行为产生显著影响。这表明，在PD抑郁模型中，LHb主要通过间接的LHb→RMTg→VTA通路，而非直接的LHb→VTA通路来影响情绪行为。
3.5. 调控RMTg GABA能神经元对抑郁样行为的影响
既然RMTg是LHb下游的关键中继站，那么直接调控RMTg的GABA能神经元会有什么效果呢？研究结果与操控上游LHb→RMTg通路的效果一致：抑制RMTg的GABA能神经元，模拟了“解除刹车”的效果，改善了6-OHDA小鼠的抑郁样行为；而激活RMTg的GABA能神经元，则加重了抑郁样行为。通过局部注射GABAA受体激动剂（蝇蕈醇）和拮抗剂（荷包牡丹碱）进行的药理学实验，进一步证实了RMTg在调控抑郁样行为中的关键作用。
3.6. 激活VTA DA能神经元对抑郁样行为的影响
最后，研究团队来了个“终局验证”：他们绕过上游的LHb和RMTg，直接利用化学遗传学方法激活6-OHDA小鼠VTA内残存的多巴胺能神经元。结果发现，直接“启动”奖赏系统，同样能够有效改善小鼠的抑郁样行为。这从另一方面证实，VTA多巴胺系统的功能低下，确实是PD模型中出现抑郁样行为的重要环节。
研究结论与意义
本研究通过多层次、精准的神经环路操控，系统地阐明了LHb谷氨酸能通路，特别是LHb→RMTg→VTA这条间接通路，在帕金森病相关抑郁发生中的核心作用。研究结论表明，抑制LHb的过度活跃或其到RMTg的投射，能够通过解除对VTA多巴胺能神经元的过度抑制，从而改善抑郁样行为。而直接激活VTA多巴胺能神经元也能产生类似的抗抑郁效果。相反，激活LHb-RMTg通路则会加重抑郁样行为。
这项研究的重大意义在于，它不仅深化了我们对PD共病抑郁神经生物学机制的理解，更重要的是，识别出了LHb和RMTg作为潜在的新型治疗靶点。这为开发不同于传统单胺类抗抑郁药的、靶向特定神经环路的精准疗法提供了重要的理论依据和实验证据，未来有望为深受PD和抑郁双重困扰的患者带来新的希望。
