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第一部分dCA3脑区CaMKIIα神经元在小鼠社交回避行为中的作用及机制
目的：背侧海马的CA3区(dorsal hippocampal CA3，dCA3)在恐惧记忆形成以及社交行为的调节中起着重要的作用。有研究表明，dCA3脑区CaMKIIα神经元参与到社交行为的调节，与此同时，这些神经元被证明对于慢性应激具有敏感性和适应性。但尚不清楚该类神经元是否在慢性应激引起的社交回避行为中发挥调节作用。针对该问题，本实验采用慢性社会挫败应激(chronic social defeat stress， CSDS)模型、阈下社会挫败应激(subthreshold social defeat stress，SSDS)模型、在体光纤钙信号记录以及化学遗传学等技术手段系统性地研究dCA3脑区CaMKIIα神经元对社交回避行为的调节作用及机制。
方法：应用CSDS和SSDS建立社交回避行为的动物模型；应用社会接触实验(social interaction test，SIT)检测小鼠的社交回避水平；应用三厢社交检测(3-chamber test)观察小鼠的社交行为；采用悬尾检测(tail suspension test，TST)和旷场检测(open field test，OFT)观察小鼠的焦虑水平和运动能力；使用c-fos免疫荧光技术，检测脑区与社交行为的相关性；使用在体光纤钙信号记录技术(fiber photometry recording)，检测dCA3脑区CaMKIIα神经元兴奋性在社交行为中的实时变化。使用膜片钳技术记录小鼠dCA3脑区CaMKIIα神经元动作电位；为证明神经元兴奋性对行为具有直接的影响，我们使用化学遗传学技术(chemical-genetics)对dCA3脑区CaMKIIα神经元的兴奋水平进行特异性调控。通过RNA-seq技术对小鼠dCA3脑组织进行转录组学分析，筛选出与神经元兴奋性相关的差异表达的基因，并以PCR技术对其进行验证。
结果：(1)CSDS应激易感小鼠表现出显著的社交功能损伤，出现明显的回避行
为，表现为社交回避动机水平增加(回避速度增加)，社交回避次数和社交回避发生几率明显增加，说明CSDS有效地引起小鼠社交回避行为；而SSDS不影响小鼠社交功能。(2)对照组小鼠与陌生小鼠接触后，dCA3脑区中锥体细胞层c-fos阳性神经元数量显著增加；而CSDS组小鼠与陌生小鼠接触后，dCA3脑区锥体层神经元c-fos阳性神经元数量明显低于对照组；而dCA2脑区c-fos阳性神经元数量并未增加，说明该脑区并未参与到社交行为。(3)在体光纤钙信号记录检测中，对照组小鼠在与陌生小鼠产生社交接触行为，dCA3脑区CaMKIIα神经元兴奋性明显增加；而CSDS组小鼠与陌生小鼠接触时，产生回避行为，dCA3脑区CaMKIIα神经元兴奋性无变化。说明dCA3脑区CaMKIIα神经元兴奋性与社交回避行为呈负相关。(4)脑片膜片钳记录结果发现CSDS组小鼠dCA3脑区CaMKIIα神经元动作电位发放阈值增加，神经元中注入同等强度的电流，所诱发的动作电位频率显著低于对照组，说明CSDS降低dCA3脑区CaMKIIα神经元的活性。(5)使用化学遗传学技术增加小鼠dCA3脑区CaMKIIα神经元兴奋性，同时进行社交相关行为学检测，发现注射hM3Dq病毒的CSDS小鼠的社交接触时间增加，同时降低CSDS引起的社交回避行为。说明增加dCA3脑区CaMKIIα神经元兴奋性直接引起社交回避行为。(6)RNA-seq组学检测发现CSDS引起小鼠dCA3脑区多个基因的表达水平改变，我们选择其中参与到神经元兴奋性调节的基因进行PCR验证，发现Kcna4的表达水平有一定降低，而Kcnj14表达水平增加。
结论：CSDS降低dCA3脑区CaMKIIα神经元兴奋性，引起社交回避行为，该作用与CSDS引起钾通道基因表达水平改变有关。增加小鼠dCA3脑区CaMKIIα神经元兴奋性可减轻CSDS所致社交回避行为。
第二部分dCA3脑区CaMKIIα神经元调节小鼠社交回避行为的神经环路机制
目的：CaMKIIα神经元作为dCA3脑区的主要神经元，通过对多个不同脑区的投射，调节记忆、恐惧和社交等多个行为。已有的解剖学研究表明，外侧隔核(lateral septum nucleus，LS)是dCA3脑区CaMKIIα神经元的主要投射位点，而LS也被证明参与到社交相关行为的调节中，其到下游Parvafox核(parvafox nucleus， PFN)的投射被认为参与防御行为。那么，dCA3对于社交回避行为的调节作用是否依赖于该脑区到LS的投射？LS和PFN在社交回避中起着什么样作用？针对这些问题，本部分采用神经环路示踪和光遗传学技术(optogenetics)对dCA3→LS→PFN这一神经环路进行分析，研究其对社交回避行为中的调节作用。
方法：采用CSDS模型诱导小鼠产生社交回避行为；应用神经环路示踪技术，采用工具病毒对dCA3→LS→PFN神经环路进行荧光标记，并使用共聚焦显微镜观察神经投射情况；应用膜片钳结合光遗传学技术，通过对投射下游光诱导兴奋性突触后电流(evoked excitatory postsynaptic current，eEPSC)和诱导抑制性突触后电流(evoked inhibitory postsynaptic current，eIPSC)的记录，验证神经环路的突触联系；应用光遗传学技术结合行为学检测，观察调节小鼠神经环路兴奋性对社交回避行为的影响。
结果：(1)dCA3脑区CaMKIIα神经元对LS脑区具有直接单突触投射，并且与LS脑区γ-氨基丁酸(γ-aminobutyricacid，GABA)能神经元有突触连接。(2)使用光遗传学方法兴奋dCA3CaMKIIα→LS投射减少CSDS小鼠的社交回避行为，增加该小鼠的社交接触时间；而抑制该投射则诱导SSDS组小鼠产生社交回避行为。(3)LS中GABA能神经元对PFN具有投射。(4)使用光遗传方法兴奋LSGABA→PFN投射减少慢性应激引起的社交回避行为，而抑制该投射则诱导SSDS组小鼠产生社交回避行为。(5)PFN中叉头蛋白b1亚型(forkhead box protein b1， Foxb1)阳性神经元受到LSGABA神经元调节，激活PFNFoxb1神经元引起小鼠社交回避行为。(6)兴奋PFNFoxb1→lPAG投射增加小鼠社交回避动机水平、速度、发生次数以及社交回避发生几率，并增加小鼠社会接触时间。
结论：dCA3脑区CaMKIIα神经元通过dCA3CaMKIIα→LSGABA→PFNFoxb1→lPAG环路调节小鼠社交回避行为。
目的：背侧海马的CA3区(dorsal hippocampal CA3，dCA3)在恐惧记忆形成以及社交行为的调节中起着重要的作用。有研究表明，dCA3脑区CaMKIIα神经元参与到社交行为的调节，与此同时，这些神经元被证明对于慢性应激具有敏感性和适应性。但尚不清楚该类神经元是否在慢性应激引起的社交回避行为中发挥调节作用。针对该问题，本实验采用慢性社会挫败应激(chronic social defeat stress， CSDS)模型、阈下社会挫败应激(subthreshold social defeat stress，SSDS)模型、在体光纤钙信号记录以及化学遗传学等技术手段系统性地研究dCA3脑区CaMKIIα神经元对社交回避行为的调节作用及机制。
方法：应用CSDS和SSDS建立社交回避行为的动物模型；应用社会接触实验(social interaction test，SIT)检测小鼠的社交回避水平；应用三厢社交检测(3-chamber test)观察小鼠的社交行为；采用悬尾检测(tail suspension test，TST)和旷场检测(open field test，OFT)观察小鼠的焦虑水平和运动能力；使用c-fos免疫荧光技术，检测脑区与社交行为的相关性；使用在体光纤钙信号记录技术(fiber photometry recording)，检测dCA3脑区CaMKIIα神经元兴奋性在社交行为中的实时变化。使用膜片钳技术记录小鼠dCA3脑区CaMKIIα神经元动作电位；为证明神经元兴奋性对行为具有直接的影响，我们使用化学遗传学技术(chemical-genetics)对dCA3脑区CaMKIIα神经元的兴奋水平进行特异性调控。通过RNA-seq技术对小鼠dCA3脑组织进行转录组学分析，筛选出与神经元兴奋性相关的差异表达的基因，并以PCR技术对其进行验证。
结果：(1)CSDS应激易感小鼠表现出显著的社交功能损伤，出现明显的回避行
为，表现为社交回避动机水平增加(回避速度增加)，社交回避次数和社交回避发生几率明显增加，说明CSDS有效地引起小鼠社交回避行为；而SSDS不影响小鼠社交功能。(2)对照组小鼠与陌生小鼠接触后，dCA3脑区中锥体细胞层c-fos阳性神经元数量显著增加；而CSDS组小鼠与陌生小鼠接触后，dCA3脑区锥体层神经元c-fos阳性神经元数量明显低于对照组；而dCA2脑区c-fos阳性神经元数量并未增加，说明该脑区并未参与到社交行为。(3)在体光纤钙信号记录检测中，对照组小鼠在与陌生小鼠产生社交接触行为，dCA3脑区CaMKIIα神经元兴奋性明显增加；而CSDS组小鼠与陌生小鼠接触时，产生回避行为，dCA3脑区CaMKIIα神经元兴奋性无变化。说明dCA3脑区CaMKIIα神经元兴奋性与社交回避行为呈负相关。(4)脑片膜片钳记录结果发现CSDS组小鼠dCA3脑区CaMKIIα神经元动作电位发放阈值增加，神经元中注入同等强度的电流，所诱发的动作电位频率显著低于对照组，说明CSDS降低dCA3脑区CaMKIIα神经元的活性。(5)使用化学遗传学技术增加小鼠dCA3脑区CaMKIIα神经元兴奋性，同时进行社交相关行为学检测，发现注射hM3Dq病毒的CSDS小鼠的社交接触时间增加，同时降低CSDS引起的社交回避行为。说明增加dCA3脑区CaMKIIα神经元兴奋性直接引起社交回避行为。(6)RNA-seq组学检测发现CSDS引起小鼠dCA3脑区多个基因的表达水平改变，我们选择其中参与到神经元兴奋性调节的基因进行PCR验证，发现Kcna4的表达水平有一定降低，而Kcnj14表达水平增加。
结论：CSDS降低dCA3脑区CaMKIIα神经元兴奋性，引起社交回避行为，该作用与CSDS引起钾通道基因表达水平改变有关。增加小鼠dCA3脑区CaMKIIα神经元兴奋性可减轻CSDS所致社交回避行为。
第二部分dCA3脑区CaMKIIα神经元调节小鼠社交回避行为的神经环路机制
目的：CaMKIIα神经元作为dCA3脑区的主要神经元，通过对多个不同脑区的投射，调节记忆、恐惧和社交等多个行为。已有的解剖学研究表明，外侧隔核(lateral septum nucleus，LS)是dCA3脑区CaMKIIα神经元的主要投射位点，而LS也被证明参与到社交相关行为的调节中，其到下游Parvafox核(parvafox nucleus， PFN)的投射被认为参与防御行为。那么，dCA3对于社交回避行为的调节作用是否依赖于该脑区到LS的投射？LS和PFN在社交回避中起着什么样作用？针对这些问题，本部分采用神经环路示踪和光遗传学技术(optogenetics)对dCA3→LS→PFN这一神经环路进行分析，研究其对社交回避行为中的调节作用。
方法：采用CSDS模型诱导小鼠产生社交回避行为；应用神经环路示踪技术，采用工具病毒对dCA3→LS→PFN神经环路进行荧光标记，并使用共聚焦显微镜观察神经投射情况；应用膜片钳结合光遗传学技术，通过对投射下游光诱导兴奋性突触后电流(evoked excitatory postsynaptic current，eEPSC)和诱导抑制性突触后电流(evoked inhibitory postsynaptic current，eIPSC)的记录，验证神经环路的突触联系；应用光遗传学技术结合行为学检测，观察调节小鼠神经环路兴奋性对社交回避行为的影响。
结果：(1)dCA3脑区CaMKIIα神经元对LS脑区具有直接单突触投射，并且与LS脑区γ-氨基丁酸(γ-aminobutyricacid，GABA)能神经元有突触连接。(2)使用光遗传学方法兴奋dCA3CaMKIIα→LS投射减少CSDS小鼠的社交回避行为，增加该小鼠的社交接触时间；而抑制该投射则诱导SSDS组小鼠产生社交回避行为。(3)LS中GABA能神经元对PFN具有投射。(4)使用光遗传方法兴奋LSGABA→PFN投射减少慢性应激引起的社交回避行为，而抑制该投射则诱导SSDS组小鼠产生社交回避行为。(5)PFN中叉头蛋白b1亚型(forkhead box protein b1， Foxb1)阳性神经元受到LSGABA神经元调节，激活PFNFoxb1神经元引起小鼠社交回避行为。(6)兴奋PFNFoxb1→lPAG投射增加小鼠社交回避动机水平、速度、发生次数以及社交回避发生几率，并增加小鼠社会接触时间。
结论：dCA3脑区CaMKIIα神经元通过dCA3CaMKIIα→LSGABA→PFNFoxb1→lPAG环路调节小鼠社交回避行为。