社会等级（social hierarchy）是昆虫、鱼类、爬行类、啮齿类、灵长类及人类等诸多社会性动物中普遍存在的社会结构形式。该组织结构通过反复社会互动（如攻击性遭遇或传递战斗力和统治地位信息的炫耀行为）确定群体内个体等级。社会等级影响动物的行为方式、应对策略及适合度：一方面，社会等级显著影响个体健康、生存和繁殖成功率；另一方面，所有群体成员都能从稳定的等级制度中获益，这种制度通过减少对抗行为进而节省能量并降低身体受伤风险。因此，阐明社会等级潜在的神经机制，对理解个体生活史和种群动态具有重要意义，但社会等级建立与维持的神经机制至今仍未得到充分阐明。

既往研究表明，社会等级形成与维持涉及多个脑区、多条神经环路及多种神经递质，其神经机制相对复杂。其中，中缝背核（dorsal raphe nucleus, DRN）及五羟色胺（serotonin, 5-HT）能系统参与社会互动、奖赏处理及社会等级建立；而黑质网状部（substantia nigra pars reticulata, SNr）与DRN存在广泛连接，DRN 5-HT能神经元和γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric, GABA）能神经元均接受来自SNr的谷氨酸能（glutamatergic, Glu）输入。据此推测：SNr^Glu神经元以及其向DRN投射的神经环路（SNr^Glu-DRN）可能参与小鼠社会等级调控。

近日，中国科学院成都生物研究所方光战团队综合利用光遗传学、化学遗传学、光纤记录和动物行为学方法探索了SNr^Glu神经元及SNr^Glu-DRN 神经环路在小鼠社会等级调控中的作用。结果发现：光纤记录显示小鼠在钻管测试中发起努力性竞争行为时，SNrGlu神经元的激活程度显著增强（图1），但无社会竞争的努力行为或社会交互行为时均无类似现象。光遗传激活SNrGlu神经元导致社会等级上升（图2），而抑制这些神经元则产生相反效果（图3）。此外，激活SNr^Glu-DRN提升小鼠的社会地位并降低焦虑水平（图4）。这些发现拓展了我们对SNr^Glu神经元功能的认识，并强调了其在调控雄性小鼠社会等级中的关键作用。

上述研究以“Glutamatergic projections from the substantia nigra pars reticulata to the dorsal raphe nucleus regulate male social hierarchies”为题发表于中国科学院1区TOP及Nature Index期刊PLOS Biology。中国科学院成都生物研究所在站博士后范艳珠为第一作者，方光战研究员为论文通讯作者。该研究得到四川省自然科学基金项目、河南省重大科技专项和国家自然科学基金项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003687

图1. SNr^Glu神经元在钻管测试中表现出显著激活模式（D）、小鼠独自穿过测试管（E）和EYFP小鼠在钻管测试中（F）均无类似激活。

图2. 光遗传激活SNr^Glu神经元导致小鼠社会等级上升

图3. 化学遗传抑制SNr^Glu神经元导致小鼠社会等级下降

图4. 光遗传激活SNr^Glu-DRN神经环路导致小鼠社会等级上升