星形膠質(zhì)細(xì)胞來源的ATP促進(jìn)丘腦中的突觸刪除.pdf

1、為了形成精確的功能性神經(jīng)環(huán)路，在發(fā)育早期形成的大量突觸需要經(jīng)歷一個(gè)修剪和刪除的過程，這個(gè)過程就叫做突觸刪除。之前的研究發(fā)現(xiàn)突觸刪除是神經(jīng)元活動(dòng)依賴的過程，但其中具體的分子機(jī)制尤其是星形膠質(zhì)細(xì)胞在其中的作用并不清楚。星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放膠質(zhì)遞質(zhì)依賴于胞內(nèi)鈣離子，而胞內(nèi)鈣離子濃度的升高主要來源于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)IP3R2介導(dǎo)的鈣庫(kù)釋放。因此我們利用IP3R2基因敲除的老鼠選擇性干擾星形膠質(zhì)細(xì)胞鈣信號(hào)來研究其在突觸刪除中的功能。
　　在小鼠中，丘腦腹

2、后內(nèi)側(cè)核(ventral posteromedial nucleus，VPm)接受來自腦干三叉神經(jīng)主核(principal trigeminal nucleus，Pr5)的投射，傳遞胡須感受的觸覺信息。研究發(fā)現(xiàn)從Pr5-VPm的投射是研究發(fā)育過程中突觸刪除的一個(gè)理想腦區(qū)。我們?cè)赩Pm進(jìn)行腦片全細(xì)胞膜片鉗記錄，發(fā)現(xiàn)在出生后16天時(shí)，WT小鼠大多數(shù)VPm神經(jīng)元只接受一個(gè)突觸前的輸入，而IP3R2敲除小鼠大多數(shù)VPm神經(jīng)元接受多個(gè)突觸前的輸入

3、，說明將星形膠質(zhì)細(xì)胞IP3R2敲除后引起突觸刪除的異常。與電生理結(jié)果類似，免疫組化結(jié)果顯示在IP3R2敲除小鼠中突觸前標(biāo)記物VGIuT2的數(shù)目明顯升高。另外，跟WT小鼠相比，IP3R2敲除小鼠腦內(nèi)的ATP水平明顯降低。通過在IP3R2敲除小鼠側(cè)腦室注射ATP后，可以拯救突觸刪除的異常，提示星形膠質(zhì)細(xì)胞通過釋放ATP來介導(dǎo)突觸刪除。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，腦室注射非降解形式的ATP即ATPγS也可以拯救突觸刪除異常，但ATP的降解產(chǎn)物腺苷(ade

4、nosine)并不能拯救，說明是ATP本身而不是它的降解產(chǎn)物發(fā)揮作用。我們還發(fā)現(xiàn)ATP可能通過作用在突觸前上的P2Y1受體，誘導(dǎo)長(zhǎng)時(shí)程抑制(long-term depression，LTD)來發(fā)揮作用。最后，我們發(fā)現(xiàn)在P2Y1敲除的小鼠中，發(fā)育過程的突觸刪除也存在異常，而且在腦室注射ATP后并不能拯救。但是在IP3R2敲除的小鼠中，腦室注射P2Y1受體特異的激動(dòng)劑MRS-2365后，能拯救突觸刪除異常的表型，從而進(jìn)一步證明星形膠質(zhì)細(xì)胞來