组胺能神经元(Histaminergic neurons, HN)主要位于下丘脑的结节乳头体核(Tuberomammillary nucleus, TMN),作为大脑中唯一的组胺合成来源,在维持觉醒状态、调节昼夜节律、能量代谢及认知功能中发挥着核心作用。尽管其功能重要性已广为人知,但组胺能系统如何接收并整合来自全脑的复杂信号,其长程输入投射图谱此前尚不完整。
近期发表于《Nature Communications》的一项研究,利用先进的跨突触示踪技术,系统性地解析了小鼠全脑投射至组胺能神经元的输入网络。研究团队通过在组胺脱羧酶(Hdc)-Cre小鼠的TMN区域注射逆行跨突触病毒,精确标记了所有直接投射至组胺能神经元的上游神经元群体。实验结果显示,组胺能神经元接收来自全脑广泛区域的输入,其分布范围涵盖了从皮层到脑干的多个功能模块。
研究发现,这些长程输入主要集中在边缘系统(如杏仁核、海马下托)、下丘脑的其他核团以及脑干的多个神经核团。特别是来自下丘脑外侧区(LHA)和内侧视前区(MPOA)的密集投射,提示了组胺能系统在稳态调节中的关键地位。此外,研究还量化了不同脑区对HN的输入权重,发现不同功能亚群的HN可能接收差异化的输入信号,这为理解组胺能神经元的功能异质性提供了结构基础。
该项研究不仅构建了首个高分辨率的小鼠全脑组胺能神经元输入图谱,还为揭示组胺能系统在复杂行为调节中的神经环路机制提供了重要参考。这一图谱的建立,将有助于科研人员进一步探索组胺能神经元如何通过整合不同来源的信号,实现对觉醒状态及生理稳态的精准调控。
Journal Reference: A whole-brain male mouse atlas of long-range inputs to histaminergic neurons. Nature Communications.