Neuron | 任超然团队揭示视觉丘脑在调控适应性应激反应中的新机制

适应性应激反应作为一种在进化上高度保守的生存机制，赋予生物体灵活应对环境挑战的能力。然而，关于外界刺激信息如何通过神经环路转化为适应性行为策略的具体机制，目前仍不明确。暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院任超然课题组的前期系列研究表明，腹侧外膝体及膝状体间小叶（vLGN/IGL）是介导外界光信息调控多种脑功能——如抑郁样行为、记忆以及躯体感觉——的关键枢纽。值得注意的是，vLGN/IGL区域接收来自蓝斑核（LC）和背侧中缝核等主要应激反应核团的直接投射。长期以来，vLGN/IGL被认为仅参与视觉信息处理，而它是否作为一个多模态应激整合枢纽，将感觉输入转化为适应性行为策略，仍有待进一步解析。

2025年11月4日，任超然团队在Neuron上发表题为Multisensory integration in the ventral visual thalamus mediates stress coping via locus coeruleus-related circuits的研究论文，系统揭示了vLGN/IGL相关通路调节适应性压力应对行为的神经机制。

研究人员通过在体光纤记录和电生理技术，系统分析了vLGN/IGL神经元对不同效价的非视觉刺激的响应特征。结果发现，负性刺激（如足底电击、吹气、伤害性的机械痛和热痛刺激）可显著激活vLGN/IGL神经元，且这种激活不会随着刺激的重复暴露而衰减；中性刺激（声音、新异物体）也能激活vLGN/IGL，但这种激活会随同一刺激的反复呈现而发生适应现象；相反，vLGN/IGL神经元对天然的奖赏刺激（2%蔗糖溶液）无响应。这些结果表明，vLGN/IGL神经元能特异地编码负性和中性新异的多模态感觉信息。

为识别向vLGN/IGL传递负性与中性新异信息的关键上游脑区，研究团队首先采用跨单突触逆向病毒示踪技术筛选潜在输入脑区，并在光纤记录vLGN/IGL神经元活动的同时，特异性沉默不同上游脑区至vLGN/IGL的突触传递。结果显示，仅当沉默来自蓝斑核（LC）至vLGN/IGL的输入时，vLGN/IGL对负性和中性新异刺激的反应显著减弱，提示LC输入在该过程中具有关键作用。进一步，通过光遗传学与膜片钳记录相结合，研究证实LC神经元可通过共释放去甲肾上腺素与谷氨酸，直接兴奋vLGN/IGL神经元。此外，投射至vLGN/IGL的LC神经元本身也可被负性和中性新异刺激激活，并伴随vLGN/IGL区域中去甲肾上腺素与谷氨酸递质水平的升高。

为明确LC-vLGN/IGL通路在传递负性与中性新异信息中的行为学功能，研究人员采用化学遗传学方法对该通路进行调控。结果发现，抑制LC-vLGN/IGL通路会损害正常小鼠和阈下抑郁模型小鼠的应激应对能力，表现为焦虑样与抑郁样行为增加，并出现痛觉超敏，提示该通路对维持机体的应激韧性具有重要作用。相反，激活该通路则能够促进应激适应行为。进一步地，研究团队利用shRNA介导的基因沉默技术，选择性降低投射至vLGN/IGL的LC神经元中去甲肾上腺素或谷氨酸的释放。结果显示，谷氨酸在该通路调控应激行为过程中扮演关键角色。

为阐明下游神经机制，研究人员进一步发现，vLGN/IGL中接受LC输入的部分神经元可分别投射至外侧缰核（LHb）、丘脑连结核以及腹外侧/外侧中央导水管周围灰质（l/vlPAG）等参与应激行为调控的脑区。其中，LC-vLGN/IGL至LHb的投射主要参与焦虑和抑郁样行为的调节，而该通路至l/vlPAG的投射则主要调控痛觉相关行为。这些结果提示，LC-vLGN/IGL通路通过其下游不同的投射路径分别调控特定行为，从而在应激韧性的形成中发挥关键作用。

鉴于中性新异刺激可有效激活LC-vLGN/IGL通路，研究人员进一步采用由新异声音和新异物体构成的丰富环境作为干预手段，以评估其在增强应激应对能力方面的潜力。结果显示，该丰富环境干预可有效提升动物的应激应对能力。进一步实验表明，丰富环境能够增强vLGN/IGL中接受蓝斑输入神经元的兴奋性；而抑制LC-vLGN/IGL通路则阻断了丰富环境所带来的促进效应。以上结果表明，丰富环境可通过激活LC-vLGN/IGL通路，发挥其对应激应对能力的促进作用。

图1：LC-vLGN/IGL通路介导压力应激应对行为

综上所述，该研究突破了传统上将vLGN/IGL视为单纯视觉处理核团的认知，将其重新界定为一个整合多模态信息、协调应激适应行为的关键枢纽，并阐明LC-vLGN/IGL通路作为将多种刺激信息转化为适应性行为反应的核心节点（图1）。上述发现不仅深化了对应激反应神经机制的理解，也为应激相关疾病的靶向干预提供了新的环路层面见解，为进一步开发非药物干预策略奠定了重要理论依据。

暨南大学任超然研究员、陶倩教授、黄鲁研究员以及黄晓丹副研究员为该论文共同通讯作者。暨南大学黄晓丹副研究员、博士后刘显玮、博士研究生徐晓淮和博士后胡峥芳为论文的共同第一作者。该工作还得到了苏国辉教授（暨南大学）、李毓龙教授（北京大学）的宝贵支持。

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.10.008

制版人： 十一

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