一次超聲刺激，快速逆轉小鼠抑郁狀態！港理工孫雷團隊揭示聲遺傳學調控mPFC-DRN通路新機制

傳統的抗抑郁治療面臨三大瓶頸：起效慢，藥物通常需要2-4周甚至更久才能見效；精準度低，藥物作用全身，副作用多（如體重增加、性功能障礙）；有創性，深部腦刺激（DBS）等需手術植入電極，風險高。

是否存在一種無創、精準、快速的手段，幫助大腦重啟情緒調節通路，走出抑郁困境？

2026年4月17日，來自香港理工大學孫雷教授團隊做了一項專門研究，標題為《 Rapid rescue of despair behaviors by sonogenetic neuromodulation of the mPFC-DRN pathway 》，相關成果發表在《Molecular Psychiatry》期刊上。

該研究首次將聲遺傳學（sonogenetics）技術用于抑郁治療，通過低強度超聲精準激活mPFC-DRN情緒調節通路，實現了快速逆轉小鼠絕望行為的效果，為抑郁無創精準治療提供全新環路靶向方案。

如何無創、精準地遙控大腦深處的一條特定通路？

研究團隊采用聲遺傳學技術，這是一種新興的無創神經調控方法，核心原理是：

利用病毒載體，在目標神經元上表達超聲敏感離子通道（MscL-G22S），然后通過低強度超聲隔空激活這些神經元。

研究首先聚焦小鼠內側前額葉皮層（mPFC）中投射到中縫背核（DRN）的興奮性神經元。結果顯示，0.3 MPa的低強度超聲刺激，可以亞秒級、可逆、重復地激活目標通路，DRN神經元鈣信號和5-羥色胺釋放均顯著升高，而對照組無反應。c-Fos染色也顯示，只有超聲+病毒組小鼠的mPFC和DRN神經元被特異性激活，聽覺皮層等非靶區無激活，說明該技術具有極高的空間特異性。

激活這條回路，能快速逆轉抑郁行為嗎？

研究者先通過慢性束縛應激（CRS）建立抑郁小鼠模型，這些小鼠在懸尾實驗和強迫游泳實驗中表現出典型的絕望行為（不動時間顯著增加）。

然后，對MscL病毒組小鼠進行超聲刺激（0.3 MPa，持續20分鐘，其中最后6分鐘與行為測試同步）。結果顯示，MscL+US組小鼠的不動時間顯著縮短，掙扎時間顯著增加，而對照組（無病毒/無超聲/廣譜激活）均無此效果。曠場實驗顯示各組運動能力無差異，排除行為干擾。

因此，mPFC-DRN 投射通路的精準靶向是快速改善抑郁相關行為的必要條件。

下游的DRN中，到底是哪種神經元在起作用？

為了證實抗抑郁效果確實是通過激活mPFC-DRN通路實現的，研究者用化學遺傳學（hM4D）抑制了DRN神經元的活性。

結果顯示，當DRN神經元被抑制時（CNO注射30分鐘后），超聲刺激無法再改善小鼠的絕望行為（不動時間與對照組無差異）。3天后藥物代謝，抑制作用消失，超聲效果恢復。特異性抑制DRN中的5-羥色胺能神經元，同樣可完全阻斷抗抑郁效果。

因此，DRN的5-羥色胺能神經元是聲遺傳學抗抑郁效應的必需下游節點。

超聲刺激會不會損傷大腦？

研究團隊從神經炎癥和組織結構兩個維度進行系統評估，因此研究者進行了Iba1（小膠質細胞標記）和GFAP（星形膠質細胞標記）免疫染色，以及HE組織染色。

結果顯示，0.3 MPa超聲刺激20分鐘后，小膠質細胞和星形膠質細胞無異常激活，無明顯神經炎癥。神經元形態完整，無壞死、水腫或組織損傷。即使將超聲強度提升至0.5 MPa（遠高于有效參數），仍未出現病理改變。

因此，本研究采用的低強度超聲聲遺傳學方案安全無創，無明顯腦損傷與炎癥風險，具備臨床轉化潛力。

全文總結

本研究首次證實聲遺傳學無創激活mPFC-DRN 神經環路，可快速提升 DRN 神經元活性與 5 - 羥色胺釋放，顯著改善抑郁小鼠絕望行為；明確 DRN 5 - 羥色胺神經元是效應關鍵，且該技術無明顯組織損傷與炎癥反應，彌補了傳統抑郁治療起效慢、精準度低、有創等缺陷。

雖然目前的實驗仍需一次微創的病毒注射作為基礎，但這項技術最大的突破在于，它讓后續的治療過程擺脫了藥物和開顱手術，僅需體外的超聲波即可精準調控大腦深處的神經環路。

小編寄語：

一次刺激，20 分鐘即刻起效—— 這在精神科藥物治療史上，幾乎是難以想象的突破。

孫雷教授團隊這項研究，依托聲遺傳學技術證實mPFC-DRN 通路是逆轉絕望行為的核心靶點，而中縫背核（DRN）內的5 - 羥色胺能神經元是這一快速抗抑郁效應的關鍵執行者。在0.3 MPa 低強度超聲條件下，超聲波可無創穿透顱骨，精準激活目標神經環路；經嚴格病理評估，全程未造成任何腦組織損傷、神經元死亡或神經炎癥，安全性可靠。

該研究為抑郁癥治療建立了全新范式：無需開顱植入、無需全身用藥代謝，僅通過一次精準超聲調控，就能以無創、精準、安全、快速的方式，重新喚醒大腦情緒調節功能，恢復穩態。

https://doi.org/10.1038/s41380-026-03616-1

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