小鼠丘脑网状核单神经元输出连接图谱

丘脑网状核（RT）作为丘脑皮层回路的核心抑制性枢纽，整合来自皮层和丘脑的兴奋性输入，并向丘脑中继核团发出抑制性投射，从而实现对感觉信息传递的精确门控。尽管 RT 在感觉调制、睡眠节律和神经精神疾病中的作用已有广泛描述，其内部分子定义神经元亚型——小清蛋白（PV）、钙结合蛋白（CB）和钙网蛋白（CR）阳性神经元——各自嵌入大脑神经回路的方式仍缺乏系统性阐释。
在本研究中，我们利用Cre依赖性病毒示踪结合全脑 fMOST 成像技术，分别重建了三种神经元亚型（PV、CB、CR）的全脑输出连接，在单细胞分辨率上构建了 RT 多亚型的输出连接图谱。
输出结构分析表明，三种亚型的投射均以背侧丘脑为主要靶区，但在靶核分布、投射强度及侧化特征上呈现出亚型特异性差异。其中，PV阳性神经元投射范围最广，可细分为四类投射定义的功能性类群，沿背腹轴呈现拓扑有序的分工：腹侧亚群优先靶向接受上行感觉驱动输入的一阶丘脑核团，而背侧亚群则主要投射至以皮层第五层输入为主的高阶丘脑核团。CB与CR阳性神经元的投射模式相对局限，且各自呈现出不同的靶核偏好性，提示三种亚型在丘脑抑制性调控中承担分工有别的功能角色。
对轴突投射模式与树突形态的联合分析揭示，神经元胞体位置、树突分布范围与输出靶区之间存在内在的拓扑耦合关系，形成了从输入整合到输出定向的协调性结构原则。综合来看，本研究从多亚型、单细胞分辨率角度定义了 RT 神经元连接性的分层组织框架，将分子特性、形态结构与全脑连接拓扑有机整合，为理解 RT 如何在不同功能状态下实现精细化感觉门控提供了新的结构基础，也为探究其在癫痫、精神分裂症等神经精神疾病中的病理机制提供了细胞类型分辨率的解剖学参照。