Hypothalamic modulation of adult hippocampal neurogenesis in mice confers activity-dependent regulation of memory and anxiety-like behavior.

通讯作者
Juan Song

Background

Nestin: rNSC，progenitor上有表达
GFAP: a protein dominantly expressed in astrocytes, 代表了rNSC (radial neural stem cell)
sox2 代表了progenitor
DCX(Doublecortin): immature granular cells，代笔表了progenitor的下一个阶段
NeuN: immature neuron
Adult neurogenesis

SuM投射到DG的神经元可以同时释放GABA和Glutamate

Results

SuM通过谷氨酸能的投射可以作用到DGrNSC上的iGluR，对progenitor没GABA和glutamate的投射。
（sNSC）通过shRNA分别干扰SuM投射到DG的GABA和glutamate，
- 发现SuM可以通过Glutamate激活DG的rNSC，导致细胞的增殖
（sNSC）使用Ascl1-creER::Ai9小鼠，在SuM注射ChR2和植入光纤激活SuM到DG投射，
- 发现产生了更多的rNSC和progenitor
（progenitor）在tamoxifen 标记新生神经元后9-12天，全细胞记录progenitor，
- 发现不接受GABA的直接作用
- 通过shRNA发现，SuM通过GABA间接作用于progenitor使其进一步分化
（early immature neuron）Ascl1-creER::Ai小鼠，使用tamoxifen标记后12天，全细胞记录immature neuron，
- 发现只接受SuM的GABA输入，不接受Glutamate输入
- 在持续光激活SuM对DG的投射后，发现immature neuron的树突发展更复杂
（middle-late immature neuron）Ascl1-creER::Ai小鼠，使用tamoxifen标记后，对immature neuron进行全细胞记录
- 22、26天都只能记录到GABA的作用，
- 在28天时可以记录到GABA和glutamate的共同作用
- 在32天时可以记录到双作用、单独GABA作用、单独glutamate作用
- 在持续光激活SuM对DG的投射后，在32天切片发现红色荧光细胞更多，且树突棘更丰富
使用Ascl1-creER::hM3Dq/hM4Di的小鼠，在tamoxifen标记后32天，
- 直接使用CNO刺激，小鼠在novel place recognition和CFC实验中，表现增加
  - Ascl1-creER::hM4Di，CNO抑制，CFC没有下降
    - 说明ABN (adult born neuron)对于记忆的提升是充分但不必要的
  - 在SuM注射ChR2，标记后32天里持续光遗传学激活SuM到DG的投射，
    - 发现记忆进一步提升
- 在open field，zero maze，中注射CNO
  - 激活ABN，发现焦虑得到缓解
  - 抑制ABN，焦虑加重
  - 在SuM注射ChR2，标记后32天里持续光遗传学激活SuM到DG的投射，
    - 注射CNO激活或者抑制ABN，焦虑得到进一步缓解或者加重
使用cFos，photometry，在体电生理记录，
- 发现小鼠在丰富环境下，SuM神经元会兴奋
丰富环境会增加新生神经元，但是当损毁SuM后，
- 新生神经元减少

Conclusion

来着SuM的谷氨酸能的投射作用并激活DG的神经干细胞，促使其自身更新和神经原性增殖，导致产生了更多的神经干细胞和神经祖细胞
SuM的GABA能输入可能是通过DG中间神经元间接作用到祖细胞促使增值和分化
并通过GABA作用到早期的未成熟的颗粒细胞促进其树突的发育，
最后，SuM通过谷氨酸能和GABA能的投射共同作用于晚期未成熟的神经元，进一步促进其成熟和更多的树突棘。
选择性地操纵环路修饰的ABNs的活动进一步调控记忆表现和焦虑样行为，激活这些由SuM修饰的ABN可以提高记忆提取，降低焦虑，但抑制他们会使焦虑更严重，但对记忆表现没有影响。

参考文献
Li, Ya-Dong, et al. "Hypothalamic modulation of adult hippocampal neurogenesis in mice confers activity-dependent regulation of memory and anxiety-like behavior." Nature Neuroscience 25.5 (2022): 630-645.

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