口渴促使动物饮水以维持体液平衡。传统上，口渴被认为是对血容量或张力变化的稳态反应。然而，大多数饮水行为的调节过程过于迅速，不可能是由血液成分变化直接控制的，而更可能是在体内稳态失衡发生前就已预见性地启动应对机制。这种调控机制被称为预期性口渴满足现象。大脑室周器官（CVOs）神经元群可感受血容量或渗透压变化，激活这类神经元群可引起口渴，促进饮水行为。

CVOs的亚核团穹窿下器官（SFO）谷氨酸能神经元在饮水开始时迅速受到抑制，比血液成分变化更快，具有预期性口渴满足的作用。

2025年9月22日浙江中医药大学陈忠教授团队在Nature Neuroscience揭示了内侧隔核抑制性神经元调控饮水行为的神经环路机制。

1 MS脑区抑制性神经元调控水满足状态

研究人员利用cfos工具小鼠发现内侧隔核（MS）是SFO的关键上游输入脑区，其在饮水饱足状态下神经元激活最为强烈，口渴状态下亦有显著激活。原位杂交实验发现口渴状态下MS脑区抑制性神经元（Vgat）激活数量显著减少，在饮水饱足状态下这类神经元群激活数量显著增加。

利用光纤钙成像系统记录观察到在饮水数分钟内MS脑区Vgat神经元钙离子活性显著升高，随后趋于基础水平。MS脑区Vgat投射到SFO脑区的轴突钙离子信号第一次舔舐水溶液后迅速下降，这种抑制信号受饱足状态动态调控。光激活MS Vgat→SFO环路后活跃饮水小鼠的饮水行为几乎在瞬间受到抑制，在实时位置偏好实验中在禁水小鼠中引起奖赏效应，在水满足状态小鼠并不引起奖赏效应；反之，在抑制MS Vgat→SFO环路后促进水满足状态小鼠的饮水行为，在实时位置偏好实验中在水满足状态中引起厌恶效应，在禁水状态小鼠并不引起厌恶效应。这些结果表明增强上述环路神经元活性可产生奖赏效应，通过缓解口渴引发的不适感终止饮水行为；环路活性降低产生负向作用，驱动已饱足的动物通过饮水来缓解“假性口渴”。

图1、在饮水饱足状态下MS抑制性神经元激活数量显著增加

2 MS Vgat神经元的活动是SFO响应水饱足状态所必须的

进一步实验发现SFO脑区calmodulin-dependent protein kinase II（CaMKII）阳性神经元群主要接受MS Vgat神经元输入。光激活MS Vgat神经元后可降低SFO CaMKII神经元钙离子活性，并不影响SFO抑制性神经元活性。化学激活SFO CaMKII神经元可阻断激活MS Vgat→SFO环路所产生的饮水抑制效应。

光纤钙成像系统记录到在饮水初期阶段SFO CaMKII神经元钙离子活性出现短暂降低，随后逐渐升高后再次降低的动态变化过程。在利用沉默破伤风毒素轻链(TetTox)基因抑制MS Vgat神经元后SFO CaMKII神经元钙离子活性并不出现上述动态变化，且在禁水后的小鼠舔舐次数显著增加，但不影响水饱足状态下小鼠的舔舐次数。

图2、抑制MS Vgat神经元活性后SFO响应水饱足状态出现紊乱

3 PBN→MS→SFO环路调控水饱足状态

逆行病毒示踪实验发现MS Vgat神经元接受来自于海马、下丘脑室旁核及下丘脑上乳核，中脑导水管周围灰质和臂旁核（PBN）等脑区输入。进一步实验发现投射到SFO脑区的MS Vgat神经元主要接受来自于PBN兴奋性神经元输入（PBN→MS→SFO）。光激活PBN→MS→SFO环路后可抑制口渴小鼠的饮水行为。化学抑制PBN神经元活性后可阻断在饮水行为中SFO CaMKII神经元钙离子活性动态变化。在特异性诱导接受PBN输入的MS Vgat神经元凋亡后口渴小鼠在饮水半小时后血浆渗透压和钠离子水平均显著降低。

图3、PBN→MS→SFO环路调控水饱足状态

总结：

本文揭示了MS抑制性神经元调控饮水行为中的环路机制：通过投射到SFO调控预期性口渴满足效应。

【参考文献】

https://doi.org/10.1038/s41593-025-02056-4

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