何志刚院士团队最新Cell！

许多行为需要躯体和自主神经功能的协调作用。然而，潜在的机制仍然难以捉摸。

2024年5月10日，哈佛医学院何志刚团队在Cell在线发表题为“Spinal projecting neurons in rostral ventromedial medulla co-regulate motor and sympathetic tone”的研究论文，该研究通过光刺激麻醉小鼠不同数量的下行脊髓突出神经元(SPNs)，发现刺激吻侧腹内侧髓质(rVMM)的兴奋性SPNs导致体运动和交感神经活动同时增加。

相反，rVMM的光刺激抑制SPNs降低了这两种活性。解剖学上，这些SPNs支配交感神经节前神经元和脊髓的运动相关区域。纤维光度法记录表明，在不同的觉醒状态下，rVMM SPNs的活动与不同水平的肌肉和交感神经张力相关。抑制rVMM兴奋性SPNs降低基底肌和交感神经张力，损害运动起始和高速表现。相反，抑制群体的沉默消除了快速眼动(REM)睡眠期间的肌肉张力失调和交感神经活动减退。总之，这些结果确定rVMM spn是下行脊髓投射通路，控制体运动系统和交感系统的张力。

许多人类和动物的行为涉及到躯体运动系统和自主神经系统的协调参与。例如，跑步和逃跑或战斗反应需要骨骼运动活动增加，同时呼吸、心率和血压增加。相反，在快速眼动(REM)睡眠期间，肌肉弛缓常伴随交感神经活动减少。这些观察结果暗示存在可以同时控制躯体运动系统和自主神经系统活动的神经回路。运动神经元和前运动神经元分布在所有脊柱节段，控制着身体的数百块肌肉。同样，交感神经节前神经元(SPGNs)位于T1至L2脊柱节段，调节血压和其他交感功能然而，充分的证据表明，脑源性的脊髓上输入对于协调躯体运动和交感神经功能至关重要。例如，脊髓损伤的患者和动物模型表现为瘫痪和自主神经功能障碍。在瘫痪的受试者中，尝试肌肉收缩会使血压和心率升高。

在哺乳动物中，脑指令主要通过不同种群的下行脊髓投射神经元(SPNs)传递到脊髓。因此，一个关键的挑战是定义这些SPNs如何通过它们的长轴突投射来执行和协调这些不同的命令功能。在分析单个大脑区域及其各自的脊髓投射对运动、感觉、以及交感神经功能。相比之下，人们对它们协调的机制知之甚少。目前尚不清楚哪些SPNs群体直接控制交感神经(SPGNs)和运动(脊髓运动和前运动)神经元并调节它们的功能协调。

机理模式图（图源自Cell）

为了解决这些问题，作者优化了一种基于腺相关病毒(AAV)的方法，有效地靶向全脑SPNs，并在麻醉小鼠中调查了它们的功能。这些结果表明，喙侧腹内侧髓质(rVMM)的SPNs可以共同调节躯体肌肉和交感神经活动，而同一区域的兴奋性和抑制性群体表现出相反的结果。进一步的研究表明，这些特定的SPNs群在不同唤醒状态下互补地控制骨骼肌张力和交感神经活动，从而控制状态依赖性行为表现。总之，这些结果确定rVMM SPNs是下行脊髓投射通路，控制体运动系统和交感系统的张力。

https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)00447-1