婴儿的母系依恋关系是哺乳动物的首要社会行为。婴儿依恋行为的分子机制尚不清楚。2023年3月2日，首都医科大学饶毅及刘琰共同通讯在Neuron 在线发表题为“Molecular and cellular mechanisms of the first social relationship: A conserved role of 5-HT from mice to monkeys, upstream of oxytocin”的研究论文，该研究发现消除大脑中血清素合成所必需的Tph2基因减少了小鼠、大鼠和猴子的依恋行为。钙显像和c-fos免疫染色显示母体气味激活中缝核(RNs)的血清素能神经元和室旁核(PVN)的催产素能神经元。催产素(OXT)或其受体的遗传消除降低了母性依恋。OXT挽救了缺乏血清素的小鼠和猴子婴儿的母体依恋。从支配PVN的RN血清素能神经元中消除Tph2降低了母性依恋。抑制血清素能神经元后降低的母体依恋可通过催产素能神经元激活来挽救。总之，遗传学研究揭示了血清素在小鼠和大鼠与猴子之间的依恋中所起的作用，而电生理学、药理学、化学遗传学和光遗传学研究揭示了血清素下游的OXT。该研究认为血清素是哺乳动物社会行为中神经肽上游的主要调节因子。综上所述，该工作揭示了5-HT参与调控了哺乳动物一种重要的社会行为即幼崽对母亲的依恋行为。本研究从神经分子及环路机制出发，为理解母婴行为关系提供了新的方向。对于哺乳动物婴儿来说，生命中的第一个社会行为是依恋于它的照顾者，通常是母亲。依恋行为通过获得营养和保护而有利于生存，并在晚年影响其他行为。有缺陷的依恋关系对非人类灵长类动物和人类都是有害的。依恋关系的重要性进一步突出的事实是，婴儿甚至与虐待的照顾者有依恋关系。婴儿依恋行为的分子机制尚不清楚。神经肽催产素(OXT)和精氨酸加压素(AVP)对社会行为很重要，它们也与小鼠的依恋关系有关，这从它们对母体分离诱导的婴儿超声发声(USVs)的影响中得到了证明。然而，关于OXT在啮齿类动物依恋关系中的功能作用存在明显的矛盾：发现在OXT敲除小鼠幼崽中USV减少，但外源性OXT应用也报道减少了大鼠幼鼠的USV。阿片类、多巴胺、大麻素和神经激肽受体可能参与分离诱导的USV。影响发育的基因突变可能会影响依恋行为。其中一些基因与人类的自闭症有关，自闭症是一种由社会互动障碍定义的疾病。在室温下，分离诱导的USV在缺乏血清素的小鼠幼崽中有所降低，尽管尚不清楚这是由于母系关系缺陷还是温度感觉造成的。文章模式图（图源自Neuron ）该研究在啮齿动物和非人类灵长类动物中产生了基因色氨酸羟化酶2 (Tph2)的突变。它是大脑中合成5-羟色胺(5-HT)所必需的。这些突变体使研究人员发现5-HT在依恋关系中的保守作用。此外，该研究在大鼠幼仔中产生了OXT及其受体OXTR的突变体，并发现它们对自己母亲气味的偏好超过了其他气味。通过将病毒遗传学、化学遗传学和药理学方法与体内Ca2+ 成像和行为分析相结合，该研究发现OXT给药可以挽救存在缺陷的Tph2−/− 幼崽的母系依恋。脑室旁核(PVN)中羟色胺能神经元的激活可以挽救因中缝核(RN)中血清素能神经元的抑制而导致的母系依恋缺陷。总之，该研究结果表明，5-HT在亲缘行为中处于OXT的上游。本工作得到了首都医学科学创新中心、北大清华生命科学联合中心、北京大学IDG麦戈文脑科学研究所、北京脑科学与类脑研究中心、昌平实验室、中国医学科学院、国家自然科学基金等支持。北京大学的单梁、刘田娥、李娟、孙常宏、卞希玲、席建忠教授，首都医科大学的杨超娟和张晨教授，昆明理工大学的陈永昌教授和牛昱宇教授都对本研究有重要贡献。