胃泌素释放肽信号在伏隔核内侧壳调控神经元兴奋性与动机行为的作用机制研究

本研究揭示了胃泌素释放肽（GRP）及其受体（GRPR）在伏隔核内侧壳（NAc MSh）中对多巴胺D2受体阳性棘突神经元（iSPNs）和偏心棘突神经元（eSPNs）兴奋性的特异性调控作用，并通过基因敲除实验证明GRPR信号缺失会增强动机行为，为理解神经肽调控奖赏回路的细胞机制提供了重要依据。

Grpr在纹状体神经元中的表达

通过荧光原位杂交技术（FISH），研究发现Grpr mRNA在背侧纹状体（DS）和伏隔核内侧壳（NAc MSh）中均有表达，且表达细胞集中在前部纹状体区域，以前囟前1.18毫米处密度最高。性别分析显示，NAc MSh中Grpr阳性细胞的数量和表达水平在雄性和雌性小鼠中无显著差异。这一发现与早期放射自显影研究结果一致，表明NAc和纹状体是bombesin样肽结合位点的高密度区。

利用Grpr-eGFP转基因小鼠，研究进一步对NAc MSh中GRPR阳性细胞的形态学特征进行了分析。通过神经生物素标记和三维重建，发现GRPR阳性细胞与邻近细胞在树突复杂性、总树突长度和初级树突数量上均无显著差异。此外，这些细胞具有树突棘，且棘密度与周围神经元相似，表明它们属于棘突神经元（SPNs）而非无棘的中间神经元。

通过将Grpr-eGFP小鼠与Drd1-tdTomato小鼠杂交，发现NAc MSh中仅有约5%的GRPR阳性细胞同时表达D1受体，而绝大多数GRPR阳性细胞与D2受体标记物重叠。进一步利用Adora2a-Cre与tdTomato报告基因小鼠，证实约93%的GRPR阳性细胞表达A2A受体，说明它们属于间接通路棘突神经元（iSPNs）。

电生理记录显示，Grpr-eGFP阳性细胞具有独特的生理特性：约75%的细胞在基线状态下自发活动，静息膜电位更去极化，膜电阻更高。在电流注入时，这些细胞对小电流即可产生动作电位，而大电流则引发去极化阻滞。动作电位半宽显著大于其他SPNs亚型。使用GRPR特异性拮抗剂DPDMB处理后，膜电阻降低，表明GRPR信号可能具有基础活性或存在紧张性激活。

与胆碱能中间神经元比较发现，尽管两者均可能自发活动，但GRPR阳性细胞的膜电位和电阻特性显著不同，且在电流注入时更易进入去极化阻滞，进一步支持其属于SPNs而非胆碱能神经元。

Grpr表达神经元在NAc MSh中主要为SPNs

通过多重FISH实验，研究发现NAc MSh中绝大多数Grpr阳性细胞表达Gad2 mRNA（96.3%），而不表达Chat，说明其为GABA能神经元而非胆碱能神经元。同时，93.8%的Grpr阳性细胞表达Ppp1r1b（DARPP-32），证实其SPNs身份。

受体表达分析显示，77.3%的Grpr阳性细胞表达Drd2，26.7%表达Drd1，其中12.6%同时表达Drd1和Drd2。此外，67.4%的Grpr阳性细胞表达Penk，且63.1%同时表达Drd2和Penk。这些结果表明，Grpr阳性细胞主要为D2R表达的iSPNs，但存在部分细胞共表达D1和D2受体或缺乏Penk。

单细胞RNA测序分析进一步将Grpr阳性细胞分为五个簇，其中两个主要簇表达Gad2、Ppp1r1b和Drd2，但不表达Drd1、Chat、Pvalb或Sst，符合iSPNs特征。值得注意的是，其中一个簇低表达Penk但高表达eSPNs标记物如Casz1、Th、Otof、Cacng5和Pcdh8，提示Grpr阳性细胞中包含经典iSPNs和eSPNs亚型。

在人类脑样本中，GRPR在伏隔核中表达于DRD1和DRD2阳性的SPNs，以及部分SST阳性中间神经元，表明其在物种间具有保守性但存在一定差异。

NAc MSh中的Grpr阳性神经元包含不同生理亚型

FISH实验发现，36.4%的Grpr阳性细胞表达eSPNs标记物Casz1，且这些细胞与Drd2/Penk阳性细胞部分重叠，说明Grpr阳性细胞包含iSPNs和eSPNs两类。

电生理特性聚类分析将Grpr阳性细胞分为四个簇，其中簇1细胞与成熟SPNs相似，簇3细胞则具有未成熟SPNs的特性，簇0细胞可能代表eSPNs。与未成年小鼠的iSPNs比较发现，簇3细胞在被动属性上与未成熟细胞无显著差异，而簇1细胞则显示更高的电容和更低的膜电阻，符合成熟SPNs的特征。

Grpr阳性神经元在体更易被激活

在体Fos表达分析显示，Drd2阳性且Grpr阳性的细胞中有18.7%表达Fos，而Drd2阳性但Grpr阴性的细胞中仅有8.6%表达Fos，表明Grpr阳性细胞在基线状态下更易被激活。这一现象在Penk阳性或Casz1阳性的Grpr阳性细胞中同样存在。

在Grpr基因敲除小鼠中，Grpr阳性细胞的Fos表达水平显著降低，且与Grpr阴性细胞无差异，说明GRPR信号是维持其高兴奋性的关键。然而，在eSPNs中，Grpr缺失并未完全消除Fos表达，提示其他机制可能参与其调控。

NAc MSh接收多种Grp阳性输入

通过逆行追踪实验，研究发现NAc MSh的Grp阳性输入主要来自腹侧海马（54%）、CA1（31%）、VTA（6%）和BLA（5%），而其他输入区域如外侧内嗅皮层和前梨状皮层则几乎无Grp表达。进一步分析表明，这些输入绝大多数为Slc17a7阳性的谷氨酸能神经元。

GRP增强GRPR表达神经元的兴奋性

在脑片实验中，300 nM GRP灌流可使Grpr阳性细胞去极化并增加膜电阻，该效应可被GRPR拮抗剂DPDMB阻断。对照实验显示，GRP对D2-GFP阳性且GRPR阴性细胞无影响，说明其作用具有特异性。

在体GRP注射实验表明，GRP可选择性激活NAc MSh中的Grpr阳性细胞，增加其Fos表达，而不影响Grpr阴性细胞。该效应在Grpr敲除小鼠中消失，且生理盐水注射对照组无此效果，证实GRP-GRPR信号的特异性。

NAc MSh中Grpr缺失特异性增强动机行为

通过AAV-Cre介导的NAc MSh特异性Grpr敲除，研究发现小鼠在开放场测试中总行进距离增加，但中心停留时间和理毛行为无变化。运动协调和蔗糖偏好测试亦无显著差异。

在渐进比率（PR）测试中，Grpr敲除小鼠的杠杆按压次数、突破点和任务持续时间均显著增加，表明动机行为增强。而固定比率（FR1）训练阶段无组间差异，说明学习能力未受影响。这些结果提示NAc MSh中的GRPR信号对动机行为具有抑制作用。

讨论

本研究系统阐述了GRP-GRPR信号在NAc MSh中的细胞和环路机制，发现Grpr阳性细胞主要为具有高兴奋性的D2R SPNs，包括经典iSPNs和eSPNs亚型。这些细胞接收来自VTA、海马和Amygdala的Grp阳性输入，并可被GRP激活。行为学实验表明，GRPR信号缺失会增强动机行为，提示该通路在奖赏和动机调控中发挥重要作用。

研究不仅揭示了神经肽GRP在纹状体中的新型功能，还为理解NAc MSh的细胞异质性和环路整合提供了新视角。未来研究可进一步探讨GRP信号在成瘾、应激和相关精神疾病中的潜在作用。