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2025年6月23日，复旦大学何苗教授，龚玲副教授在Molecular Psychiatry发表：Two distinct cell types of the medial mammillary body forming segregated subcircuits，揭示了内侧乳状体的两种不同细胞类型形成了分离的子环路。

内侧乳状体（MM）对于认知和情绪功能至关重要。然而，MM是否包含在形态-电生理学上可区分、基因上可识别的神经元类型以及这些神经元如何相互作用以处理支持MM多种功能的信息，目前仍鲜有研究。作者采用多学科方法在小鼠中进行了综合分析，结合了遗传标记、电生理记录、形态重建、病毒示踪、活动监测与操控以及行为测试等手段对内侧乳状体进行了系统研究。鉴定出MM中的两种主要神经元类型，它们分别表达钙结合蛋白（CB）和（PV）。这两种神经元类型占据互补的MM区域，并表现出可区分的解剖和生理特征。此外，它们具有分离的输出通路和不同的输入来源，局部连接稀少形成了各自独立的子环路，进行平行的信息处理。通过光遗传激活和光纤钙成像技术，发现表达CB的MM神经元（而非表达PV的神经元）能够引发位置厌恶反应和过度运动，并且在运动过程中表现出增强的活动。总之，作者的研究揭示了MM的神经元组成，描绘了其局部和长程的环路组织结构，并发现了具有不同功能、依赖细胞类型的子环路。

图一 _MMCB和_MMPV在内侧乳状体中占据互补的区域

作者首先通过免疫荧光染色检测CB和PV蛋白，研究_MMCB和_MMPV在吻端-尾端（R-C）轴上的分布情况。结果显示，CB和PV在整个MM的R-C轴上呈现出互补的表达模式。为了便于量化分析及其他细胞特征的整合研究，进一步培育了四转基因CB^Cre::PV^Flp::Ai3::tdFRT小鼠，在同一脑组织中高效且特异性地同时标记_MMCB和_MMPV：前者通过EYFP荧光标记，后者通过tdTomato标记。随后检测了这些荧光标记与神经元标志物NeuN的共定位情况，发现_MMCB和_MMPV共同构成了MM中绝大多数的神经元，且它们的表达基本不重叠。总体而言，_MMCB主要分布在腹外侧区域，而_MMPV则偏向于背内侧区域。在MM的最吻端部分，_MMCB占主导地位，而_MMPV仅以极低密度散在分布。随着向尾端延伸，_MMCB和_MMPV在腹外侧与背内侧的分离趋势变得更加明显。从三维视角来看，_MMPV的分布区域被来自吻侧-外侧-腹侧方向的_MMCB所包围。

图二  _MMCB和_MMPV能够自发放电，但放电能力不同

在进行全细胞膜片钳记录时一些内侧乳状体神经元能够以两种不同的放电模式自发活动：紧张性放电和簇状放电。发现自发活跃的_MMCB比例较低，为21/51，而_MMPV的比例较高，为43/60。但_MMCB中出现簇状放电的比例似乎高于_MMPV。观察到一个CB标记的神经元从簇状放电转变为紧张性放电，还有一个PV标记的神经元发生了相反的转变。已有研究报道， NMDAR和T型低电压激活钙通道（T-VSCCs）在许多脑区中对神经元的簇状放电起着关键作用。作者测试了这些分子机制是否也参与内侧乳状体中的簇状放电。结果发现，NMDAR的激活促进了内侧乳状体神经元的簇状放电，并揭示出大多数自发活跃的内侧乳状体神经元在合适条件下都具备簇状放电的能力。在NMDAR激活条件下进一步分析了_MMCB和_MMPV的簇状放电特征。结果显示，_MMCB每次簇状放电包含的动作电位数量更多且簇间间隔更长，而_MMPV则表现出相反的趋势。在使用全细胞记录分析膜特性时，发现大多数内侧乳状体神经元在超极化后会出现反弹放电，这种现象通常由T-VSCCs介导。T-VSCCs在去极化过程中快速失活，在超极化状态下可恢复活性。在−100 mV下长时间超极化后，将保持电位设为−50 mV，以此解除T-VSCCs的失活状态，并在电压钳条件下记录_MMCB和_MMPV中的诱发电流。结果显示，在更多比例的_MMCB中检测到了内向电流，而在_MMPV中检测到的比例较低。这与_MMCB中反弹放电的发生率高于_MMPV一致。此外，_MMCB在超极化后反弹期间产生的动作电位数量也多于_MMPV，这一趋势与其在NMDA促进条件下的每簇放电数量较高的表现相似，提示可能存在共享的生物物理机制。综上所述，_MMCB和_MMPV都能够自发放电，但放电能力不同。_MMCB自发活跃的比例较低，但更容易发生簇状放电。

图三 通过光遗传学激活_MMCB会引发位置厌恶

_MMCB和_MMPV在分布上互补，具有可区分的形态-电生理特征、分离的输出通路以及不同的突触输入，这些都表明它们可能形成了独立的功能子环路并参与不同的神经功能。作者在自由活动的小鼠中通过植入式光纤对表达Cre的CB^Cre或PVC^cre小鼠进行了光遗传激活实验。在实时位置偏好测试中，只有激活_MMCB的小鼠表现出对与光刺激配对区域的显著回避行为，而激活_MMPV的小鼠以及对照组小鼠均未出现类似反应。有趣的是，在时间变化上的差异并未在运动距离上得到一致体现，这提示可能存在相反的运动模式变化。因此还分析了动物处于移动状态的时间比例，发现接受_MMCB激活的小鼠在光刺激期间更活跃，表明激活_MMCB可以引发过度运动行为。为验证这一观察结果，进一步进行了旷场测试以更好地监测运动行为。首先检测光刺激是否能够诱发过度运动。结果显示，与刺激前和刺激后阶段相比，_MMCB激活组小鼠在光刺激期间更加活跃，移动距离也更长。而在_MMPV激活组和对照组中没有观察到显著差异。接下来，作者使用光纤钙成像技术记录了钙信号动态变化。在CB^Cre和PVC^cre小鼠的内侧乳状体中注射了AAV-DIO-GCaMP7病毒并植入光纤以监测_MMCB和_MMPV的钙信号。识别出了静止期和运动期的时间段，并据此比较两种神经元在运动开始前后的钙动态变化。与_MMCB促进运动的行为结果一致，观察到_MMCB在运动过程中表现出显著的活性升高，而_MMPV则没有明显变化。此外，_MMCB在运动相关活动中的激活程度高于_MMPV。这些结果共同表明，只有_MMCB在运动调控中发挥了重要作用，进一步支表明这两种神经元类型的在功能上的差异性。

综上所述，这项研究揭示了MMB内部存在两种独特的神经元类型，它们各自形成了独立的功能性亚环路。。通过识别并解析这些特定神经元及其形成的环路，不仅深化了对其功能解剖结构的理解，还为进一步探索其在学习、记忆及认知障碍中的作用提供了新的视角。