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Nature Neurosci:小脑-前额叶皮层回路对自闭症相关行为的调节

更新时间:2023-09-17 09:05:11点击次数:915次字号:T|T

自闭症谱系障碍(ASD)是一种常见的神经发育障碍,其特征是社交障碍和重复/刻板的行为。越来越多的证据显示了ASD存在小脑功能障碍。然而,小脑参与ASD相关行为的神经回路仍然未知。

最近,美国德克萨斯大学的Elyza Kelly等人在《Nature Neuroscience》上发表了题为《Regulation of autism-relevant behaviors by cerebellar-prefrontal cortical circuits》的文章。

在这项研究中,Elyza Kelly等人证明了小鼠小脑与内侧前额叶皮层(mPFC)之间的功能连接;

该研究表明内侧前额叶皮层(mPFC)介导小脑调节的社交活动和重复/刻板的行为,显示了在多个ASD相关基因小鼠模型中以及ASD患者中这些区域之间的连接受到破坏。

小脑外侧核和丘脑腹内侧参与ASD相关行为

由于抑制性PC输出通过小脑核(CN)从小脑中出现,确定了CN接收Rcrus1 PC输出。将DIO-Gi-mCherry 注射到Rcrus1的PCCre 小鼠显示出外侧/齿状核(LN)的靶向性,此外发现LN的化学遗传抑制可以改善PC- Tsc1突变小鼠的行为表型。进一步发现,mPFC中丘脑腹内侧(VM)末端的光遗传激活诱导ASD相关行为,光遗传沉默可降低PC- Tsc1突变体中与ASD相关的行为。

刺激小脑后蚓部可改善重复/刻板行为

已知与ASD相关的一个小脑结构域是小脑后蚓部,后蚓部体积的改变与重复性行为有关。

在该研究中发现左侧 PRL mPFC 的单个单位放电频率随着蚓部 PC的化学遗传抑制而增加。此外,结构协方差MRI 显示,与对照组相比,遗传性 ASD 模型队列中的后蚓部和左PRL mPFC之间存在显著变化。用DIO-Gi抑制PCRE小鼠的后蚓部PCs,与对照组(VEH处理或表达GFP的小鼠)均表现出与对照基因型一致的社会偏好相比,社交方式和社会新颖性表现为受损。

综上,这项研究描绘了一条从Rcrus1和后蚓部通过小脑核和丘脑腹内侧部,最后到达mPFC的回路。对这个回路的调节会导致社会缺陷和重复的行为,而激活Rcrus1和后蚓部的浦肯野细胞(PCs)分别改善了雄性PC-Tsc1突变小鼠的社会偏好损害和重复/刻板行为。

这条神经回路的发现,拓宽了我们对小脑在全脑范围内对自闭症的不同作用的理解,更为 ASD 治疗提供了神经调节靶点的可能。



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