IF=21.1【客户文章】Sci Bull︱刘强/吴惠梅/刘学胜团队发现大脑腹侧被盖区多巴胺能神经元可调控急性呼吸窘迫综合征小鼠情绪异常

73 人阅读发布时间：2026-08-31 17:09

急性呼吸窘迫综合征（ARDS）以弥漫性肺部炎症为核心特征，常伴随焦虑、抑郁等情绪障碍，但其背后的神经调控机制仍不清楚。

近日，中国科学技术大学刘强教授团队联合安徽医科大学第一附属医院刘学胜教授、吴惠梅教授团队在Science Bulletin发表了一篇关于腹侧被盖区多巴胺能（VTA^DA）神经元调控ARDS小鼠情绪障碍的论文，论文题目为“Dopamine neurons in the ventral tegmental area regulate emotional disturbances in a mouse model of acute respiratory distress syndrome”。研究表明，VTA^DA神经元在ARDS相关情绪障碍与神经免疫调控中发挥关键作用，靶向该神经元的干预手段有望为ARDS的治疗提供全新的策略。

一、VTA^DA神经元是调控ARDS小鼠情绪障碍的关键靶点

ARDS常伴随显著的情绪障碍，严重降低患者生活质量。然而目前，中枢神经系统如何参与调控ARDS的情绪异常与肺部炎症，具体机制尚不明确。本研究建立了LPS诱导的小鼠ARDS模型，发现LPS刺激可同时引发肺部炎症级联反应（炎症因子升高、肺泡蛋白渗出、肺湿/干重比升高）与焦虑抑郁样行为，提示肺炎症与情绪障碍之间存在潜在的神经-免疫交互作用。结合病毒示踪、免疫荧光与钙成像实验，作者发现，在所有响应肺部炎症的脑区中，VTA^DA神经元的变化最为显著：c-fos阳性多巴胺能神经元数量减少、钙信号活性降低，均提示其神经活动受抑制。进一步的化学遗传学干预显示，VTA^DA神经元活性在情绪与肺部炎症的调控中发挥关键作用。

图1 VTA^DA神经元激活抑制了ARDS小鼠的情绪障碍

(a)实验流程示意图；(b)蔗糖偏好率；(c)摄食量下降比例；(d,e)旷场实验（OFT，d）与高架十字迷宫实验（EPM，e）的运动轨迹热力图及汇总统计数据；(f)伪狂犬病毒（PRV）注射示意图；(g)肺部及VTA中EGFP⁺纤维和神经元的荧光成像，及VTA内酪氨酸羟化酶（TH）免疫荧光染色。结果显示，VTA中绝大多数EGFP阳性神经元与TH共定位。比例尺：100 µm；(h)VTA中c-fos、TH和DAPI的免疫荧光染色。比例尺：50 µm（左）或10 µm（右）；(i)VTA中c-fos⁺多巴胺能神经元数量；(j)GCaMP6m病毒注射示意图；(k)VTA中GCaMP6m、TH和DAPI的免疫荧光染色。比例尺：200 µm（上）或50 µm（下）；(l,m)Ca²⁺信号代表性轨迹图（l）及钙信号事件频率的统计结果（m）；(n)hM3Dq/hM4Di病毒注射示意图；(o)VTA内病毒表达标记、TH、c-fos与DAPI的免疫荧光染色。比例尺：200 μm（左）或50 μm（中、右）；(p)c-fos⁺多巴胺能神经元占比；(q,r)肺组织学图像（q）及组织学严重程度评分（r）。比例尺：1 mm（上）或50 μm（下）；(s)蔗糖偏好率；(t)摄食量下降比例；(u,v)OFT与EPM的运动轨迹热力图及汇总统计数据。

二、VTA^DA神经元投射至伏隔核（NAc）的通路调控ARDS小鼠的情绪障碍

在进一步研究中，团队揭示了VTA^DA神经元调控ARDS小鼠情绪障碍的具体通路。通过光遗传学方法选择性激活VTA^DA→NAc投射通路，实验结果显示，蓝光刺激该通路显著提高了ARDS小鼠的食物摄入量和蔗糖偏好，同时有效缓解了OFT和EPM中的焦虑样行为。然而，该通路的激活并未显著改善肺部炎症；与之相反，选择性激活VTA^DA→LC(蓝斑)投射通路不能改善ARDS小鼠情绪障碍，但能有效抑制肺部炎症。这一结果揭示了VTA^DA→NAc通路在ARDS相关情绪异常中的关键作用，为未来中枢神经干预提供了新思路。

总结

这项研究揭示了VTA^DA神经元在调控ARDS小鼠情绪障碍中的关键作用。研究显示，VTA^DA神经元可通过NAc调控情绪障碍，并通过LC通路调节肺部炎症，两条通路功能独立、各司其职。未来，靶向VTA^DA神经元及其下游通路的干预，有望成为ARDS情绪共病与肺部炎症干预的新策略，同时为探索中枢神经对免疫和情绪的调控机制提供重要思路。