為什麼有的哺乳動物有著天然的一夫一妻制？為什麼母親對孩子有著強烈的愛意？伴侶間如何維繫穩定的戀人關係？
這與一種廣為人知、能促進分娩的激素——催產素（OXT）密切相關。近年來的研究發現，催產素不僅能促進分娩、哺乳；也能促進社交活動、增強配偶偏好，例如我們熟知的一夫一妻制，強烈的母性行為，親子間良好的親密感；這些作用分別通過外周血液與中樞腦內的催產素來完成和實現，因此催產素也享有「愛情激素（love hormone）」之稱。
而分泌「愛情激素」的細胞位於下丘腦，它們主要通過發出長軸突投射至豌豆般大小的神經垂體，在那兒釋放催產素入血至外周，調節分娩和哺乳。那麼釋放至外周血液的催產素能否重新入腦？還是在腦內直接釋放而發揮作用？
學者們通過點亮這個神奇「愛意來源地」——下丘腦-神經垂體系統（HNS）的全貌，為腦內催產素相關中樞行為或疾病的神經機制解析提供了新的證據和見解。
圖1.下丘腦大細胞性神經內分泌細胞的軸突直接延伸至垂體後葉，即神經垂體，構成下丘腦-神經垂體系統（HNS）
浙江大學腦科學與腦醫學學院段樹民院士和高志華教授的團隊巧妙地將逆向示蹤病毒注射至大鼠的神經垂體，利用病毒沿軸突高效逆向轉運的特性，點亮了整個下丘腦-神經垂體系統。
團隊繼而與華中科技大學武漢光電國家研究中心龔輝教授團隊合作，利用自主開發的螢光顯微光學切片斷層成像（fMOST）技術，對大鼠全腦進行顯微切片和成像，歷時近五年，首次完成了HNS高解析度的三維重構圖（圖2）。
圖2. 左，下丘腦-神經垂體系統的三維重構展示；右，大細胞內分泌神經元側支投射示意圖
團隊研究發現，下丘腦內多個區域都有向神經垂體投射的催產素神經元，且部分細胞除了投射至神經垂體的主軸突外，還能發出軸突側枝（collaterals）投射至皮層、杏仁核、伏隔核、紋狀體等腦內多個區域，提示它們可能同時向外周和中樞釋放催產素。
為進一步探究這些細胞的功能，研究人員構建了OXT-Cre轉基因大鼠，並在其神經垂體注射了Cre依賴、逆向轉運的化學遺傳學病毒，利用藥物誘導，特異性操控催產素神經元。研究發現激活這些催產素神經元不僅能通過投射至神經垂體的主軸突釋放催產素，提高外周血液中催產素的含量；還能通過腦內的側枝釋放催產素，促進大鼠的社交行為；而抑制這些細胞則產生了相反的效果；提示催產素神經元能在外周和中樞釋放催產素，協調機體穩態和中樞行為（圖3）。
圖3. 通過fMOST技術重構大鼠下丘腦-神經垂體系統；利用化學遺傳學方法特異操控OXT大細胞能影響外周血OXT水平，並調控大鼠的社交行為等
上述研究結果於2020年11月19日在線發表於《神經元》（Neuron）期刊。浙江大學腦科學與腦醫學學院高志華教授和華中科技大學武漢光電國家研究中心李安安教授為本文的共同通訊，浙江大學博士後張斌和博士研究生邱禮耀是論文共同第一作者，博士研究生肖薇參與了部分實驗，並參與設計了文章的圖文摘要。研究受國家重點研發項目，國家自然科學基金，廣東省科技計劃項目，中央高校基本科研業務費和中國博士後科學基金等資助。
（內容來源：浙江大學）
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