mPFC-BLA神经环路中Gna13基因过表达介导小鼠异常的社交行为

摘要

目的：研究在小鼠的mPFC锥体神经元中过表达Gna13基因所导致小鼠社交行为异常的神经机制。方法：本研究利用构建的基因鼠，通过CRE重组酶来过表达Gna13，通过全细胞膜片钳技术研究Gna13过表达对NMDA受体电生理特征的影响。使用NMDA受体的激动剂对小鼠进行腹腔注射观察其对异常行为的逆转。通过病毒注射在向BLA投射的mPFC脑区过表达Gna13，使用免疫荧光技术检测病毒表达情况、三箱社交试验进行社交行为测试、钙信号光纤记录检测小鼠在社交活动时神经元活动的变化，最后通过化学遗传技术激活mPFC-BLA环路观察小鼠社交行为、神经元活动的变化。结果：与对照组相比，Gna13-OE组的动作电位（AP）频率显著降低，NMDA受体介导的EPSCs显示振幅显着降低，而上升和衰减时间明显更快，而AMPA受体介导的EPSCs显示振幅和衰减时间没有明显差异。表明在mPFC锥体神经元中过表达Gna13会导致NMDA受体功能异常。三箱社交试验结果显示，mPFC-BLA投射神经元过表达Gna13导致社交退缩，而对小鼠的社交新奇性没有影响。钙信号结果显示Gna13-OE组小鼠在接触陌生小鼠1(S1)时神经元兴奋性活动比接触空笼（E）时减弱，而Ctrol组小鼠在社交二阶段陌生小鼠1(S1)时锥体神经元兴奋性活动显著增强，表明过表达Gna13会导致社交活动期间mPFC-BLA环路神经元兴奋性活动降低。通过表达兴奋性DREADD hM3D(Gq)后发现，当腹腔注射生理盐水时，小鼠接触陌生小鼠1(S1)的时间与接触空笼（E）的时间没有明显统计学差异，而在注射CNO后，小鼠接触S1的时间多于接触空笼（E）的时间，表明通过化学遗传激活mPFC-BLA环路可以恢复过表达Gna13小鼠的社交能力异常。通过表达兴奋性DREADD hM3D(Gq)，钙信号光纤记录结果显示，当腹腔注射生理盐水时，小鼠接触陌生小鼠1(S1)时神经元兴奋性活动减弱，然而在注射CNO后，小鼠接触陌生小鼠1(S1)时神经元兴奋性活动显著增加。表明，mPFC-BLA环路的激活可以使过表达Gna13小鼠的神经元兴奋性活动升高。结论：通过在mPFC向BLA脑区投射的锥体神经元中过表达Gna13同样导致小鼠出现社交行为异常，其神经元兴奋性活动减弱，通过化学遗传激活该环路可以逆转Gna13过表达引起的社交退缩，表明mPFC-BLA环路的异常活动可能是过表达Gna13引起小鼠社交行为异常的神经环路机制。