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5-羥色胺（5-HT）能神經(jīng)元位于腦干中縫核和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的相鄰細(xì)胞翼，廣泛投射至中樞神經(jīng)系統(tǒng)的每一主要亞結(jié)構(gòu)，其中釋放的5-HT靶向14種不同的受體類型。在背側(cè)中縫核（DRN）中5-HT神經(jīng)元占所有神經(jīng)元的三分之二，且提供了前腦約70%的5-HT。5-HT能神經(jīng)元不僅可以釋放5-HT（又稱血清素）作為神經(jīng)遞質(zhì)，同時(shí)也釋放谷氨酸。三種谷氨酸囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)體VGluTl，VGluT2以及VGluT3負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)谷氨酸到突觸囊泡里，其中的VGluT3在5-HT能神經(jīng)元中呈高表達(dá)。

所有5-HT神經(jīng)元的特征是生物合成5-HT。5-HT在化學(xué)上屬吲哚胺類化合物，由吲哚和乙胺兩部分構(gòu)成。生物合成是以色氨酸為前體，經(jīng)過色氨酸羥化酶（TPH）和5-羥色胺酸脫羧酶的作用生成的。色氨酸羥化酶2（TPH2）和芳香族氨基酸脫羧酶（AADC）是直接催化大腦5-HT合成的兩種末端效應(yīng)物。5-HT神經(jīng)傳遞需要再攝取和囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)活動(dòng)。高親和力5-HT轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（SERT，SLC6A4）用于5-HT再攝取，囊泡單胺轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2（VMAT2，Slc18a2）用于裝載囊泡。5-HT合成、再攝取和囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)的共同末端效應(yīng)物一起構(gòu)成了一組5-HT途徑蛋白，其激活賦予5-HT型遞質(zhì)同一性。PET1除了在5-HT神經(jīng)元出生時(shí)控制5-HT途徑基因的誘導(dǎo)外，它還可能直接控制支持5-HT神經(jīng)元成熟的基因表達(dá)軌跡。