6月7日，《細胞-代謝》在線發表了題為《下丘腦冷感受神經元控製體溫穩態調控和社交行為引起的體溫上升》的研究論文，該研究由中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心(神經科學研究所)、神經科學國家重點實驗室、上海腦科學與類腦研究中心張哲研究組、梁智鋒研究組和許曉鴻研究組合作完成。該研究通過全腦係統性地篩選發現，位於腹中側下丘腦(dmVMH)Pdyn陽性神經元對環境中的低溫表現出高度特異性的反應;調控該核團或其下遊連接腦區即可控製體溫變化。同時，研究表明，這群神經元也參與由社交行為引起的體溫變化的調控，提示了體溫調控和社交行為間可能存在的共同調控機製。該研究發現了體溫穩態神經調控的新腦區和冷感受的特異性神經元，為剖析恒溫動物體溫穩態調節和能量代謝的神經環路做出了重要貢獻。

哺乳動物和鳥類作為恒溫動物，可在外界環境溫度變化的情況下，自主地將體溫維持在相對恒定的水平。穩定且適宜的內部溫度，可為身體進行有規律的高效率新陳代謝提供穩固的保障。體溫穩態對於恒溫動物來說是生死攸關的重要功能，僅僅2-3攝氏度的體溫變化便會嚴重影響生理狀態。神經係統的調控是維持體溫穩態的重要一環，而目前體溫穩態神經調控的環路基礎尚不明確。研究調控體溫穩態的神經環路，對於探究哺乳動物維持體溫的神經機製至關重要，並為臨床上發熱、失溫症等體溫穩態失衡疾病的治療提供思路。

關於體溫穩態平衡的早期研究表明，外界的環境溫度可以被分布在皮膚上的溫度感受器捕捉和感知，然後溫度信息通過脊髓和中腦，傳輸到下丘腦的視前區(POA)進行整合，並最終輸出到外周產熱器官進行體溫調節。以往研究集中於視前區對於體溫的調控，例如視前區表達PACAP的神經元參與了對於外界熱環境的感受過程並促進體溫的下降;表達Adcyap1/Qrfp的神經元則可以誘導小鼠進入長時間的失溫狀態。而視前區Brs3神經元可以提高體溫。然而，關於視前區之外調節溫度穩態，特別是感受冷環境並調控體溫上升的特異性神經元，知之甚少。

研究為了係統地篩查大腦在外界溫度變化時候的活動情況並找到對冷環境刺激響應的腦區，對頭部固定的小鼠進行溫度刺激，並同步進行功能核磁共振掃描，發現VMH腦區對冷刺激的響應;分析單細胞測序數據和原位雜交發現，VMH腦區有一群表達Pdyn的神經元在冷環境下被激活，或是特異的冷感受神經元。研究通過記錄這群神經元在冷熱刺激時的鈣信號變化，驗證了VMHPdyn的神經元是特異性感受冷刺激的神經元亞群，且其活動會被熱刺激所抑製。研究利用光遺傳技術對這群神經元的胞體進行調控，發現VMHPdyn神經元參與了體溫穩態的調控。

為了剖析VMHPdyn神經元所參與的體溫調節環路，通過狂犬病病毒介導的逆行跨單級示蹤，研究揭示了VMHPdyn神經元可以接收來自全腦的廣泛投射，其投射暗示著VMHPdyn神經元可能在多種感覺以及認知刺激的誘導下發揮體溫調節作用。之前報道小鼠體溫在社交行為中上升，研究記錄了這群神經元在社交行為過程中的鈣活動和同步的小鼠體溫變化，發現小鼠在發生社交行為時，VMHPdyn神經元活動增強且體溫上升。研究利用光遺傳技術抑製VMHPdyn神經元，小鼠的社交行為會減少，伴隨的體溫上升也會消失，說明這群神經元具有調節體溫和影響社交行為的雙重功能。

該工作發現了位於下丘腦腹中側表達Pdyn的神經元對於小鼠在冷環境中保持體溫維持穩態至關重要，填補了體溫調控的神經環路中冷感受神經元的缺失。該研究還發現了下丘腦調控體溫穩態和控製社交行為的兩種功能之間存在相互作用，將生理穩態調節與行為功能聯係起來。

研究工作得到中科院、科技部、國家自然科學基金委員會的支持。