能在低温下调控体温的特异神经元被找到,社交行为也受它影响
红外体温摄像实时监测小鼠体表温度变化
一群能调节体温的神经元,竟然也可以影响或控制社交行为!
中国科学家最新研究发现了一群针对低温刺激的神经元。在低温下,它能调控体温。而进一步研究发现,它还可以影响社交行为,调控社交时的体温变化。
稳定的体温对人来说生死攸关。当人体核心温度低于35摄氏度,被称为失温症或低体温症,可能导致心跳骤停甚至死亡。
但神经系统是如何参与调控、维持体温稳态的,目前其神经调控环路基础尚不明确。
6月7日23:00,《细胞-代谢》期刊在线发表了题为《下丘脑冷感受神经元控制体温稳态调控和社交行为引起的体温上升》的研究论文。
该研究通过全脑系统性地筛选,发现位于腹中侧下丘脑(dmVMH)Pdyn阳性神经元,对环境中的低温刺激表现出高度特异性的反应;调控该核团或其下游连接脑区,就可以控制体温变化。
同时,该研究还发现,这群神经元也参与了由社交行为引起的体温变化的调控。
该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、神经科学国家重点实验室、上海脑科学与类脑研究中心张哲研究组、梁智锋研究组和许晓鸿研究组合作完成。
通过示踪技术,研究人员发现,VMHPdyn神经元可以接收来自全脑的广泛投射。
小鼠在发生社交行为时,VMHPdyn神经元活动增强且体温上升。
利用光遗传技术抑制VMHPdyn神经元时,小鼠的社交行为会减少,伴随的体温上升也会消失。这意味着,这群神经元具有调节体温和影响社交行为的双重功能。
此工作发现了位于下丘脑腹中侧表达Pdyn的神经元对于小鼠在冷环境中保持体温维持稳态至关重要,填补了体温调控的神经环路中冷感受神经元的缺失。该研究还发现了下丘脑调控体温稳态和控制社交行为的两种功能之间存在相互作用,将生理稳态调节与行为功能联系起来。
研究人员表示,相关探究对于我们理解哺乳动物维持体温的神经机制至关重要,同时也将为临床上发热、失温症等体温稳态失衡疾病的治疗提供思路。该研究发现了体温稳态神经调控的新脑区和冷感受的特异性神经元,为深入理解恒温动物体温稳态调节和能量代谢的神经环路作出贡献。
该项工作由脑智卓越中心博士研究生冯宸章、王影与查茜在张哲研究员、梁智锋研究员和许晓鸿研究员的指导下完成,曹华腾、黄沙金、曹东东、张凯威、谢天元也为本课题做出重要贡献。蒲慕明院士对本工作提供了重要帮助,脑智卓越中心徐宁龙、徐春研究员也提出了宝贵建议,是多方团结合作的重要成果。本工作得到中科院、科技部、基金委的资助。