外侧缰核-中缝核神经环路在抑郁症发病中的作用和机制

Significant decreses of serotonin (5-HT) in raphe nuclei is one of main causes of depression.The lateral habenular nucleus（LHb）is a key position that controls directly the output of raphe nuclei 5-HT neurons, and also receives the fiber projection from raphe nuclei 5-HT neurons, There exists therefore, fiber connection between the two nuclei. It has been shown in our previous work that the LHb lesions improve the behavioral response in depressed rats via increasing the serotonin level in dorsal raphe nucleus. However, it is not clear what the mechanism is of information transfer between two nuclei. Speicifcally, how the LHb is influenced by the activity changes in raphe nuclei 5-HT neurons during this process is still Unknown. This project is to observe the activity changes in LHb and raphe nuclus neurons of depressive rat at same time and the correlation between changes in depression rat LHb and raphe nuclei. Not only we research the the type of LHb neurons involved in affecting the raphe nuclei and middle-mediated neurons, and also study the impact of the raphe neclei regulating LHb. We characterize the functional connections or feedback regulations of LHb-raphe nuclei circuits by using the advanced optogenetics and multi-channel recording in vivo, combined with behavioristics , cellular patch clamp recording in vitro, nerve fiber tracing and immunofluorescence stain methods. Outcomes of this project will help us to understand the internal relationship between LHb and raphe nuclei, and actions of the potential disequilibrium of these neural communication in the etiology of depression, which could provide new insights into the prevention and treatment of depression. Therefore , the proposed study has an important investigative value and clinic significance.

中缝核五羟色胺（5-HT）神经递质减少是导致抑郁症的重要原因之一，外侧缰核（LHb）是控制中缝核5-HT神经元输出的关键部位，并且也接受中缝核5-HT纤维的投射，两个核团之间有往返纤维联系。我们的工作已经证明，LHb损毁改善大鼠的抑郁行为可通过提高中缝核5-HT水平实现，但其间所涉及的信息传递机制，以及中缝核5-HT神经元活动的变化又是怎样影响LHb并不清楚。本课题通过先进的光遗传和多通道神经元放电记录，结合行为学、离体全细胞膜片钳记录、神经纤维追踪、免疫荧光染色等技术，以LHb-中缝核神经环路为主线，同时观察抑郁大鼠LHb和中缝核活动的变化和这两个核团活动变化之间的相关性；不仅研究LHb对中缝核影响所涉及的神经元类型和中间介导的神经递质，并且也研究中缝核对LHb的影响；研究两者所形成神经环路可能存在的反馈调节机制及其失衡在抑郁症发病中所起到的作用，这是对抑郁症发病机制新的更深的解释。

中缝背核（DRN）5-HT递质减少是导致抑郁症的重要原因之一，外侧缰核（LHb）是控制DRN5-HT神经元输出的关键部位，并且也接受DRN5-HT能纤维的投射，两者之间存在双向的纤维联系。本课题以LHb－DRN通路为主线，探讨其在大鼠抑郁症形成中的作用和机制。我们按计划完成了本课题的主要内容，并根据近年来本领域的研究进展，在项目实施过程中调整了个别内容（见正文报告）。所获结果如下：.1.建立了大鼠慢性疼痛和抑郁模型：对大鼠实施坐骨神经结扎，并通过vonFrey测试痛阈，建立了慢性疼痛模型；通过给大鼠施以慢性不可预测的应激刺激，通过行为学实验进行评估，确定抑郁模型建立。.2.证明了LHb-中缝核通路在抑郁导致痛敏反应中有重要作用.（1）观察到抑郁模型大鼠痛阈明显低于正常大鼠；在模型鼠LHb的神经元放电频率明显增加，其中70%位痛兴奋神经元，腹腔注射抗抑郁药对抑郁鼠LHb内痛兴奋神经元放电有明显抑制作用。.（2）疼痛和抑郁模型大鼠LHb内c-Fos阳性细胞均高于正常大鼠；但与抑郁伴有疼痛大鼠比较明显降低；抑郁鼠注射抗抑郁药可明显降低痛刺激引起的LHb内c-Fos阳性细胞。.（3)损毁LHb可以抑制大鼠的抑郁样行为，并减弱抑郁鼠对痛刺激的反应。.3.证明了LHb-中缝核通路在慢性痛大鼠所致抑郁行为中的作用.(1)我们观察到慢性疼痛模型大鼠表现有明显的抑郁样行为，并且发现LHb和DRN的活动分别表现增强和减弱..(2)损毁LHb可以提高痛模型鼠的痛阈，同时改善大鼠抑郁样行为，其机制与提高DRN内5-HT水平有关。.4.证明了DRN-LHb通路在抑郁症发病中的作用. DRN内微量注射GABA以其5-HT神经元的活动，可以诱导动物出现抑郁样和焦虑样行为，说明5-HT系统功能减弱是产生抑郁样行为和焦虑样行为的重要原因。同时，抑制DRN内5-HT神经元的活动可使LHb活动抑制，表现为，c-Fos表达降低、神经元放电频率降低、5-HIAA/5-HT降低。.以上结果说明，LHb-DRN通路活动增强可能是抑郁症和疼痛发病共同的神经生理学基础，这可能是疼痛和抑郁共存并且相互影响的原因。而DRN对LHb有反馈调节作用，抑郁症发病可能与两者之间的反馈调节异常有关，其中机制还有待研究。