神經(jīng)元活性驅(qū)動(dòng)周細(xì)胞表達(dá)IGF2維持長期記憶

瀏覽次數(shù)：464　發(fā)布日期：2023-10-7　來源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

胰島素樣生長因子2（IGF2）是最早發(fā)現(xiàn)的內(nèi)源性印跡基因，在細(xì)胞增殖,分化,程序性細(xì)胞死亡和轉(zhuǎn)化中具有重要作用。在成年哺乳動(dòng)物中IGF2主要表達(dá)在脈絡(luò)叢、肝臟和大腦中。海馬中IGF2水平維持學(xué)習(xí)記憶功能：學(xué)習(xí)記憶訓(xùn)練促進(jìn)IGF2升高，在抑制IGF2可阻礙學(xué)習(xí)記憶的形成。血管細(xì)胞主要由周細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞等多種細(xì)胞組成。其中周細(xì)胞是位于微血管腔表面的血管壁細(xì)胞，位于基底膜上，是血腦屏障(BBB)的組成部位，尚不清楚是否參與學(xué)習(xí)記憶的形成。

2023年10月3日紐約大學(xué)Cristina M. Alberini研究團(tuán)隊(duì)在Neuron雜志上發(fā)表文章揭示神經(jīng)元活性驅(qū)動(dòng)周細(xì)胞表達(dá)IGF2維持長期記憶。

1、學(xué)習(xí)記憶促進(jìn)周細(xì)胞IGF2表達(dá)依賴于神經(jīng)元活性

研究人員利用原位雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)IGF2富集表達(dá)在海馬腦區(qū)CA1、CA3、DG區(qū)域，其中陷窩分子層（SLM）表達(dá)最多。在細(xì)胞類型上，IGF2表達(dá)在興奮性和抑制性神經(jīng)元上、星形膠質(zhì)細(xì)胞上，其中表達(dá)在血管細(xì)胞上最多。抑制性回避學(xué)習(xí)任務(wù)中學(xué)習(xí)訓(xùn)練可顯著增加背側(cè)海馬CA1和SLM區(qū)域IGF2的表達(dá)。進(jìn)一步的免疫熒光實(shí)驗(yàn)IGF2主要表達(dá)在周細(xì)胞中，在學(xué)習(xí)訓(xùn)練后可促進(jìn)其表達(dá)。然而通過化學(xué)遺傳學(xué)慢性抑制背側(cè)海馬神經(jīng)活性后學(xué)習(xí)訓(xùn)練并不促進(jìn)周細(xì)胞上IGF2的表達(dá)。

圖1：慢性抑制神經(jīng)活性后學(xué)習(xí)訓(xùn)練并不促進(jìn)周細(xì)胞IGF2表達(dá)

2、背側(cè)海馬周細(xì)胞上IGF2維持長期記憶的形成

研究人員通過基因工具小鼠實(shí)現(xiàn)特異性敲除周細(xì)胞上IGF2后并不影響在新物體認(rèn)知和條件性恐懼記憶中的短期記憶，但損壞條件性恐懼記憶中的長期記憶。但是僅敲除背側(cè)海馬周細(xì)胞上IGF2后新物體認(rèn)知和條件性恐懼記憶中的短期記憶和長期記憶均受到損害。

考慮到IGF2在成纖維細(xì)胞和神經(jīng)元上存在表達(dá)，他們進(jìn)一步通過基因工具小鼠結(jié)合病毒載體工具特異性敲除成纖維細(xì)胞或神經(jīng)元上IGF2后均不會(huì)影響新物體認(rèn)知和條件性恐懼記憶中記憶的形成，表明背側(cè)海馬周細(xì)胞上IGF2參與長期記憶的形成。

圖2：背側(cè)海馬周細(xì)胞上IGF2參與長期記憶的形成

3、周細(xì)胞IGF2參與學(xué)習(xí)記憶誘導(dǎo)的即早基因表達(dá)

上述研究表明學(xué)習(xí)記憶促進(jìn)周細(xì)胞IGF2表達(dá)依賴于神經(jīng)元活性，他們通過分子實(shí)驗(yàn)證實(shí)了學(xué)習(xí)訓(xùn)練促進(jìn)了細(xì)胞骨架活性調(diào)節(jié)蛋白(ARC)、c-FOS蛋白、早期生長應(yīng)答因子1(EGR1)蛋白水平的表達(dá)（這些蛋白調(diào)控神經(jīng)元即早基因的活性），在敲除周細(xì)胞IGF2后上述學(xué)習(xí)訓(xùn)練并不會(huì)促進(jìn)這些蛋白表達(dá)。

之前的研究發(fā)現(xiàn)記憶鞏固過程中IGF2通過激活其受體IGF2R實(shí)現(xiàn)的。學(xué)習(xí)訓(xùn)練后可促進(jìn)背側(cè)海馬IGF2R的表達(dá)，但是在敲除周細(xì)胞IGF2后依然可促進(jìn)IGF2R的表達(dá)，可能存在一種代償性機(jī)制。