组胺能神经元(Histaminergic neurons,HN)主要分布于下丘脑的结节乳头体核(Tuberomammillary nucleus,TMN),是大脑中唯一的组胺合成来源,承担维持觉醒、调节昼夜节律、能量代谢及认知功能等多重生理任务。尽管组胺能系统的重要性已被广泛认可,但其如何接收并整合来自全脑不同区域的复杂信号,尤其是长程输入的神经网络结构尚未被系统阐明。
近期发表于《Nature Communications》的一项研究,采用先进的逆行跨突触病毒示踪技术,结合组胺脱羧酶(Hdc)-Cre转基因小鼠模型,精准标记了直接投射至TMN组胺能神经元的全脑输入神经元群体。研究团队通过对小鼠全脑范围内的神经元投射进行高分辨率图谱构建,揭示了组胺能神经元广泛且复杂的输入网络。
研究结果显示,组胺能神经元接收来自多个脑区的长程输入,涵盖皮层、边缘系统(如杏仁核、海马下托)、下丘脑其他核团以及脑干多个神经核团。特别是下丘脑外侧区(LHA)和内侧视前区(MPOA)对组胺能神经元的密集投射,提示其在生理稳态调节中的核心作用。此外,研究还定量分析了不同脑区对组胺能神经元的输入权重,发现不同功能亚群的组胺能神经元可能接收差异化的输入信号,这为理解其功能异质性提供了结构基础。
该研究首次构建了小鼠全脑组胺能神经元长程输入的高分辨率图谱,为深入理解组胺能系统在觉醒调控及生理稳态中的神经环路机制提供了重要的结构和功能依据。未来,这一图谱将助力科研人员探索组胺能神经元如何整合多源信号,实现对复杂行为和生理功能的精准调控。
文献参考:A whole-brain male mouse atlas of long-range inputs to histaminergic neurons. Nature Communications.