Nat Neurosci：林大宇团队报道先天社会行为调控新神经机制
先天的社会行为，如交配、战斗和养育子女，对于一个物种的生存和繁殖是必不可少的，因此，在动物世界中广泛存在。这些行为被认为是先天的，因为它们可以在不学习的情况下发生。这些先天社会行为建立的往往由专门的神经环路支持，但这些环路的分子特点以及它们是如何由后天经历发展和塑造的仍不清楚。
2023年11月9日，美国纽约大学医学院林大宇、Julieta E. Lischinsky研究团队在Nature Neuroscience杂志上发表了一篇名为“Transcriptionally defined amygdala subpopulations play distinct roles in innate social behaviors”的研究性论文。同时，Julieta E. Lischinsky也是本文的第一作者。该研究发现，转录调控的杏仁核亚群在先天社会行为中发挥不同的功能。具体而言，来源于两个胚胎发育系谱的内侧杏仁核（MeA）细胞，在雄性小鼠的社会行为中具有不同的反应模式和功能。表达转录因子Foxp2（MeA Foxp2）的内侧杏仁核细胞专门处理与雄性有关的信息，对成年雄性间的攻击行为至关重要。相比之下，来自Dbx1系的MeA细胞（MeA Dbx1）对社交信息反应广泛，在射精时反应强烈，而且对雄性攻击行为不重要。此外，MeA Foxp2和MeA Dbx1细胞具有不同的解剖和功能连接。总之，该研究结果表明，在MeA中细胞的胚胎转录因子特征决定了其成年期的社会信息表征和相关行为。
尽管MeA是社会行为网络（social behavior network, SBN）的中心节点，但它如何调节社会行为仍是一个谜。该研究团队之前发现了两个不同的MeA群体，它们来自端脑视前区(POA)的不同胚胎谱系，由转录因子Dbx1和Foxp2标记。在成年状态下，虽然Dbx1不再在MeA中表达，但Dbx1谱系细胞仍然与表达foxp2的细胞不同。此外，这两个亚群在基因表达模式和内在电生理特性上也存在差异。因此，该研究人员推断这两个发育不同且转录定义的亚群可能可以提供解决MeA细胞的社会线索表征和社会功能是否由它们的发育谱系预先决定的方法。
1. 确认MeA Foxp2和MeA Dbx1的解剖、功能、活动响应性
该研究首先运用转基因杂交鼠联合免疫组化技术，发现MeA Foxp2和MeA Dbx1细胞本质上是不重叠的转录组定义的亚群，并且主要是GABA能的。
为了探索MeA Foxp2和MeA Dbx1是否能够对不同的社会线索作出反应，研究人员主要采取光纤记录发现MeA Foxp2和MeA Dbx1细胞对社会线索的不同反应，幼稚雄性小鼠的MeA Foxp2细胞显示仅在成年雄性出现时活性增加。相比之下，MeA Dbx1细胞在成年雌性呈现过程中表现出活性最高的增加。而对于社会活动而言，MeA Foxp2细胞也在引入雄性时活性显著增加，而和有经验的雄性小鼠的MeA Dbx1细胞显示出对所有社会刺激的活动增加，在初次引入入侵者时，MeA Dbx1无论入侵者的身份如何，细胞的活性都会增加，并且对成年雌性和幼崽的反应明显高于对物体的反应，在射精时反应强烈，而且对雄性攻击行为不重要。
为了探究雄性特异性 MeA Foxp2细胞反应是发育或通过成熟后经验建立的，研究人员通过光纤记录获取了不同时期的反应，结果表明 MeA Foxp2细胞在青春期之前就倾向于优先响应与雄性相关的感觉信息，并且在青春期后通过减少对非成年雄性线索的反应，进一步完善了成年雄性和非雄性线索之间的可区分性。
图1 MeA Foxp2和MeA Dbx1对不同的社会线索作出反应
2. 病毒逆追示踪策略确认MeA Foxp2和MeA Dbx1的上游连接
进一步，研究人员通过狂犬病毒逆追策略，分别鉴定了MeA Foxp2和MeA Dbx1细胞的上游输入脑区。MeA Foxp2的主要输入来自其他杏仁核，包括后杏仁核（PA）、中央杏仁核（CeA）和 BNST。而MeA Dbx1细胞主要接收来自初级嗅觉中继的输入，包括 嗅球（AOB）、皮质杏仁核（CoA） 和梨状皮层（Pir）。
图2 MeA Foxp2和MeA Dbx1细胞的差异的上游输入脑区
3.化学遗传操纵确定MeA Foxp2和MeA Dbx1的社会活动功能
接着为了探究这两群神经元群的功能，研究人员通过化学遗传手段发现MeA Foxp2能够双向调节攻击行为，而 MeA Dbx1细胞则不然。顺行病毒示踪策略显示，MeA Dbx1细胞通常为下丘脑中前腹侧（AVPV）和下丘脑内侧视前区（MPOA）提供更多输入，而MeA Dbx1细胞主要投射至下丘脑内侧区域。下游投射差异可能能够解释它们功能的差异。
图3 化学遗传手段发现MeA Foxp2而非 MeA Dbx1细胞能够调节攻击行为
在本研究中，研究人员比较了MeA Foxp2细胞和MeA Dbx1细胞在雄性社会行为中的神经元反应、功能和连通性，揭示了MeA Foxp2细胞在发育过程中的反应模式。该研究结果强调了先天与后天在形成社会感官表征方面的相互作用，支持了神经元功能和环路发育定义的框架。
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41593-023-01475-5
参考文献
Lischinsky, J.E., Yin, L., Shi, C. et al. Transcriptionally defined amygdala subpopulations play distinct roles in innate social behaviors. Nat Neurosci (2023).
编译作者：林钟（brainnews创作团队）
校审：Simon（brainnews编辑部）
