青春期少突膠質細胞髓鞘化限制成年視覺皮層神經元可塑性研究詳解

瀏覽次數：1025　發布日期：2024-8-26　來源：本站　僅供參考，謝絕轉載，否則責任自負

在小鼠的視覺皮層中經驗依賴的神經元可塑性有一個明確的關鍵期，視覺皮層內髓鞘形成的時間與該關鍵期的關閉的時間相一致。但是目前視覺體驗、少突膠質細胞髓鞘化和神經元功能之間的聯系并不清楚。

2024年8月21日，來自美國加州大學舊金山分校的 Jonah R. Chan在nature上發表題為“Oligodendrocytes and myelin limit neuronal plasticity in visual cortex”的研究論文，發現青春期感覺剝奪抑制少突膠質細胞的成熟，損傷少突膠質細胞髓鞘化，進而增強增強成年視覺皮層功能神經元的可塑性。

1、青春期視覺體驗調節少突膠質細胞的動態變化

將少突膠質前體細胞（OPCs）表達誘導性 Cre 的小鼠品系（NG2CreER）與 Cre 依賴性報告基因（tau-mGFP）小鼠雜交，通過 mGFP 的表達識別新生成的少突膠質細胞。縫合4周齡的NG2CreER:tau-mGFP小鼠使其單眼失明10天，統計視覺皮層中的少突膠質細胞。發現單眼剝奪眼的對側視覺皮層中新形成的OPCs和成熟少突膠質細胞（mGFP+MBP+）的數量減少，新生成的前髓鞘少突膠質細胞數量無明顯差異。提示青春期視覺剝奪影響視覺皮層中少突膠質細胞的成熟。

圖1、青春期視覺剝奪影響視覺皮層中少突膠質細胞的成熟

2、青春期少突膠質細胞的髓鞘化維持成年期視覺皮層的功能

通過構建Pdgfra-creER:MyrfFl/Fl （MYRF cKO）小鼠，特異性敲除少突膠質細胞分化所必需的轉錄因子 MYRF。為抑制青春期少突膠質細胞的形成，在MYRF cKO小鼠出生后第10-14天注射他莫昔芬來阻止OPC的分化，發現4-8周齡的小鼠成熟的少突膠質細胞數量顯著減少。使用光學成像技術是視覺皮層神經元反應性進行評估，發現成年MYRF cKO小鼠在單眼剝奪后，視覺皮層對剝奪眼的反應顯著降低，而對照組小鼠對剝奪眼的反應無變化，提示青春期的少突生成和髓鞘化是成年期視覺皮層正常成熟和功能所必需。

圖2、青春期少突膠質細胞發生障礙減弱成年期視覺皮層活動

3、青春期少突膠質細胞發生障礙損傷成年期功能神經元的結構和功能可塑性

依賴經驗的神經元可塑性是視覺皮層功能維持的基礎，對青春期的單眼剝奪的MYRF cKO 小鼠的結構可塑性和功能可塑性進行研究，發現在單眼剝奪4天后，MYRF cKO小鼠的樹突棘的體積顯著減小，樹突棘的密度顯著降低，并且MYRF cKO小鼠減小的樹突棘在空間分布更加聚集。對視覺神經元的功能進行研究，發現成年MYRF cKO 小鼠視覺皮層中被神經元周圍網（PNN）包裹的PV神經元的數量沒有顯著變化，但是視覺皮層的錐體神經元的微小抑制性突觸后電流（mIPSCs）的頻率顯著降低，提示成年視覺皮層神經元的抑制性突觸傳遞功能受損。