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先天或本能行为，如觅食、育幼、自我保护和合作/社会化，是由基因编码的生存与繁殖成功所必需的反应。下丘脑神经回路调节诸如寻找食物、战斗/逃跑反应、社交和母性关怀等本能行为。在这里，作者发现了位于X染色体q23区域的微缺失，破坏了在大脑中表达的瞬时受体电位（TRP）通道5（TRPC5）。这一通道家族检测感觉刺激并将它们转化为大脑可解读的电信号。携带TRPC5缺失的男性表现出寻找食物的行为、肥胖、焦虑和自闭症，这些在携带人类失功性TRPC5突变的敲入雄性小鼠中得到了重现。携带TRPC5缺失的女性患有严重的产后抑郁症。作为母亲，雌性敲入小鼠表现出快感缺失和抑郁样行为，且对后代的照顾能力受损。从下丘脑室旁核的催产素神经元中删除Trpc5会导致两性肥胖以及女性的产后抑郁行为，而在敲入小鼠的催产素神经元中过表达Trpc5则逆转了这些表型。作者证明了TRPC5在介导人类生存本能行为（包括寻找食物和母性关怀）中起着关键作用。
️1. TRPC5缺陷人群的肥胖、焦虑与适应不良行为
通过比较基因组杂交技术，作者在两名无亲缘关系的欧洲裔重度肥胖男童中发现了X染色体q23区微缺失导致TRPC5功能破坏，且已排除其他已知肥胖遗传病因（图1A）。两名先证者的兄弟均携带源自母亲的TRPC5缺失，且同样表现为重度肥胖（图1B）。据报告，两位父亲无肥胖或行为异常。这些观察提示TRPC5缺陷是一种X连锁显性肥胖综合征。携带TRPC5缺失的半合子男性和杂合子女性均有焦虑伴惊恐发作史。
为探究TRPC5罕见变异是否与其他重度肥胖人群相关，作者分析了遗传性肥胖研究（GOOS）中984例儿童期发病的重度肥胖患者的全外显子测序数据。未发现与TRPC5重叠的微缺失，但鉴定出7个罕见错义变异，这些变异影响高度保守残基且公共外显子数据库中罕见或未见（图1C）。功能实验显示，与野生型（WT）相比，K34del和S884F突变体蛋白稳定性显著降低（图1D-E），其中K34del膜表达减少（图1F）。电生理实验表明，所有7种TRPC5突变体均导致通道功能显著减弱（图1G），表现为功能缺失（LoF）。
图1. 在严重肥胖人群中发现的TRPC5基因变异
️2. 携带人类失功性TRPC5突变的雄性敲入小鼠表现出肥胖、焦虑和社交能力下降
为了探究TRPC5突变是否会导致肥胖和作者观察到的行为表型，作者生成了一种携带人类严重失功性突变K34del的敲入小鼠模型（Trpc5K34del小鼠品系）。在高脂饮食（HFD）下，雄性Trpc5K34del/Y小鼠体重显著增加，脂肪量增多，并表现出多食症（图2A-2C）。Trpc5K34del/Y小鼠的体力活动没有变化，但能量消耗显著下降（图2D和2E）。在28℃环境温度下饲养时，雄性Trpc5K34del/Y小鼠表现出更多的囤食行为（图2F和2G）。在旷场实验中，Trpc5K34del/Y半合子雄性小鼠表现出更强的焦虑样行为：在旷场中的行距、进入中心区域的次数和停留时间以及直立时间均减少（图2H）。在三室社交实验中，与野生型（WT）雄性小鼠相比，Trpc5K34del/Y半合子雄性小鼠与另一只小鼠的互动显著减少（图2J和2K），表明其社交能力下降。在领地入侵者实验中，将一只雄性“入侵者”小鼠放入“领地”小鼠（雄性WT或Trpc5K34del/Y）的家中笼子中（图2L），Trpc5K34del/Y小鼠对入侵者的攻击行为显著增加，攻击潜伏期缩短，攻击次数和持续时间增加（图2M和2N）。这些实验结果表明，在雄性小鼠中，人类失功性TRPC5突变会导致肥胖、焦虑、社交能力下降和攻击性行为增加。
图2. 雄性Trpc5K34del/Y杂合小鼠的代谢和行为表型
️3.TRPC5缺陷致雌鼠产后抑郁行为及母性照料障碍
携带Trpc5K34del/+杂合突变的雌鼠在高脂饮食（HFD）下表现出体重及脂肪量增加，且摄食量显著升高（图3A-3C）。当环境温度升至28°C时，Trpc5K34del/+雌鼠的囤食行为显著增强（图3D-3E）。
通过分析雌性野生型（WT）与Trpc5K34del/+突变鼠在24°C至28°C温度变化下的代谢参数，发现两组小鼠在温度升高时能量消耗均降低（图3F）。
为探究产后行为，将Trpc5K34del/+雌鼠与WT雄鼠交配（图3I），产后第1天（PPD1），Trpc5K34del/+母鼠弃仔行为显著增加，幼鼠多散落于垫料中（图3J）。PPD2的幼鼠寻回实验中，突变母鼠寻回潜伏期延长、寻回次数减少（图3K-3L），且伏窝、理毛、筑巢及停留巢内时间均显著减少（图3M），导致幼鼠聚集巢内的比例下降、与巢距离增加（图3N-3O）。突变母鼠的吮吸诱导催乳素释放严重受损，但基线水平正常（图3R）。断奶后，突变母鼠在强迫游泳测试中不动时间增加，蔗糖偏好降低，呈现抑郁样行为与快感缺失（图3S-3T）。使用苯并噻二嗪衍生物（BTD，一种TRPC5特异性激活剂）干预后，雄鼠焦虑样行为减轻、社交能力改善，雌鼠母性行为亦显著提升，进一步证实TRPC5介导了这些表型。
图3. 携带Trpc5K34del杂合突变的雌性小鼠的代谢和行为表型
️4. Trpc5基因的遗传破坏会损害下丘脑Pomc神经元介导的厌食效应
在下丘脑的弓状核（ARH）中，作者发现91%的Pomc神经元共表达Trpc5（图4A）。作者发现给予BTD后，野生型小鼠的普通饲料和高脂饲料（HFD）摄入量均减少（图4B和4C）。BTD给药增加了ARH中Pomc神经元的c-Fos免疫反应性（图4D），并且使用化学遗传学使表达hM4Di的Pomc神经元失活，可阻断BTD诱导的厌食症（图4E、4F）。此外，BTD显著增加了雄性野生型小鼠Pomc神经元中的c-Fos，并减少了食物摄入量，而这些影响在Trpc5K34del/Y雄性小鼠中减弱（图4G和4H）。这些结果表明，敲入小鼠模型中Trpc5的破坏损害了ARH中Pomc神经元介导的食物摄入抑制。
图4. TRPC5缺失会削弱POMC神经元介导的食欲抑制作用
️5. 在催产素（OXT）神经元中敲除Trpc5会导致肥胖
作者在下丘脑室旁核（PVH）中检测到丰富的Trpc5表达，其与34%的OXT神经元共定位（图5A）。为了探究OXT神经元上Trpc5对观察到的表型的贡献，作者使用Cre-loxP方法敲除了OXT神经元中的Trpc5（Trpc5f/Y/OXT-Cre）。在雄性和雌性小鼠中，OXT神经元中Trpc5的缺失导致了明显的食欲亢进、体重增加和肥胖加剧（图5B-D）。这些结果表明，除了Pomc神经元外，Trpc5还作用于OXT神经元来调节食物摄入和体重。在雄性和雌性OXT-Trpc5-KO小鼠中补充OXT，可将食物摄入量和体重降低至与野生型（WT）小鼠相当的水平（图5G），这表明OXT类似物或OXT受体激动剂可能有效治疗由于TRPC5缺乏引起的肥胖。
图5. 在催产素（OXT）神经元中敲除Trpc5对代谢的影响
️6. OXT神经元Trpc5缺失致小鼠焦虑加剧、社交受损及产后抑郁行为
作者在雄性Trpc5f/Y/OXT-Cre及雌性Trpc5f/+/OXT-Cre小鼠中进行了一系列行为学测试。结果显示，未交配的突变雄鼠和雌鼠中，OXT神经元Trpc5缺失均导致焦虑样行为显著增加（图6A、6B）。此外，未交配的雄性突变鼠表现出社交能力下降（图6C）。
为探究OXT神经元Trpc5对母性行为的影响，将雌性Trpc5f/+/OXT-Cre小鼠与WT雄鼠交配。哺乳期间，突变母鼠幼鼠寻回行为显著减少，母性照料能力受损（图6D–6H）；断奶后则表现出抑郁样行为加重及快感缺失（图6I–6J）。综上，OXT神经元Trpc5缺失重现了人源化Trpc5K34del小鼠的行为缺陷，包括焦虑样行为、社交减退、母性行为障碍及产后抑郁样表型。
图6. Trpc5在OXT神经元中的缺失对行为的影响
️7. 在Trpc5K34del小鼠中，恢复PVH OXT神经元中的Trpc5可降低体重、焦虑和产后抑郁行为
为了探究Trpc5在PVH OXT神经元中的作用，作者构建了一种携带野生型Trpc5的Cre依赖性AAV载体（AAV-DIOTrpc5）。在Trpc5K34del/Y突变小鼠中，仅在PVH OXT神经元中过度表达Trpc5显著减少了食物摄入量，并伴随着能量消耗的降低，导致体重和脂肪量的适度但显著下降（图7B-7E）。此外，在PVH OXT神经元中过度表达Trpc5还改善了Trpc5K34del/Y突变雄性小鼠的焦虑样和社交行为（图7F-7I）。
接着，作者生成了一组Trpc5K34del/+/OXT-Cre雌性小鼠，这些小鼠的PVH OXT神经元中Trpc5表达正常或过度表达（图7J）。在PVH OXT神经元中过度表达Trpc5显著改善了母鼠在家庭笼和旷场中的幼崽检索行为和母性关怀指标（图7L-7O）。断奶后，Trpc5K34del/+/OXT-Cre母鼠中，PVH OXT神经元中Trpc5过度表达的小鼠表现出抑郁样行为和快感缺失减少（图7P和7Q）。这些数据表明，Trpc5缺陷雌性小鼠的产后抑郁样行为和受损的母性行为是由PVH OXT神经元功能受损介导的。
图7. 在PVH OXT神经元中恢复Trpc5可以逆转Trpc5缺乏的特征
️结论
作者证实了小鼠和人类中TRPC5基因的遗传破坏会导致兴奋性增加（清醒和焦虑）、强烈的食物寻找和囤积行为，并影响母性行为。这些发现表明，表达TRPC5的神经回路在介导维持生命所必需的稳态和应激行为反应中发挥着进化上保守的作用。
️SA226 糖水偏好实验系统
糖水偏好实验系统是一种用于评估啮齿类动物快感缺失症状及抑郁程度的实验方法。快感缺失是抑郁症的核心症状之一，表现为个体无法从奖励或愉快的活动中体验到快乐。该系统在标准饲养笼环境中，进行多通道大小鼠糖水消耗量监测；记录软件能实时统计大小鼠的饮水次数，饮水时间，饮水量等多个指标。
️SA209 强迫游泳实验系统
强迫游泳实验系统主要用于抗抑郁、镇静以及止痛类药物的研究。该仪器适用于大鼠、小鼠或其他实验室动物，通过将实验动物置于一个局限的环境中（如水中），动物在该环境中拼命挣扎试图逃跑又无法逃脱，从而提供了一个无可回避的压迫环境，一段时间的实验后，动物即表现出典型的“不动状态”，反映了一种被称之为“行为绝望状态”，记录处于该环境的动物产生绝望的不动状态过程中的一系列参数。产品对实验过程录像并对图像跟踪分析，结果数据自动输出到PC机，可对实验过程进行分析并可打印实验报告。
️SA215 旷场实验系统
旷场实验视频分析系统（open field test）观察研究实验动物神经精神变化、进入开阔环境后的各种行为，例如动物对新开阔环境的恐惧而主要在周边区域活动，在中央区域活动较少，但动物的探究特性又促使其产生在中央区域活动的动机，也可观察由此而产生的焦虑心理。中枢兴奋药物可以明显增加自主的活动而减少探究行为，一定剂量的抗精神病药物可以减少探究行为而不影响自主活动。
️SA219 三箱社交实验箱
社会交互行为测试（也叫3-Chambered Social Test）是最常用的用于评估自闭症行为的实验。动物交际实验系统设计是在小鼠熟悉了环境后，检测小鼠靠近位于实验箱中装有另一只陌生小鼠的金属笼的时间，来判断小鼠的社交能力。在实验中，通常会比较小鼠靠近关有熟悉小鼠的金属笼时间与陌生小鼠金属笼的时间，来判断动物的社交能力。
