在小鼠的視覺(jué)皮層中經(jīng)驗(yàn)依賴(lài)的神經(jīng)元可塑性有一個(gè)明確的關(guān)鍵期，視覺(jué)皮層內(nèi)髓鞘形成的時(shí)間與該關(guān)鍵期的關(guān)閉的時(shí)間相一致。但是目前視覺(jué)體驗(yàn)、少突膠質(zhì)細(xì)胞髓鞘化和神經(jīng)元功能之間的聯(lián)系并不清楚。

2024年8月21日，來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)舊金山分校的 Jonah R. Chan在nature上發(fā)表題為“Oligodendrocytes and myelin limit neuronal plasticity in visual cortex”的研究論文，發(fā)現(xiàn)青春期感覺(jué)剝奪抑制少突膠質(zhì)細(xì)胞的成熟，損傷少突膠質(zhì)細(xì)胞髓鞘化，進(jìn)而增強(qiáng)增強(qiáng)成年視覺(jué)皮層功能神經(jīng)元的可塑性。

1、青春期視覺(jué)體驗(yàn)調(diào)節(jié)少突膠質(zhì)細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化

將少突膠質(zhì)前體細(xì)胞（OPCs）表達(dá)誘導(dǎo)性 Cre 的小鼠品系（NG2CreER）與 Cre 依賴(lài)性報(bào)告基因（tau-mGFP）小鼠雜交，通過(guò) mGFP 的表達(dá)識(shí)別新生成的少突膠質(zhì)細(xì)胞�？p合4周齡的NG2CreER:tau-mGFP小鼠使其單眼失明10天，統(tǒng)計(jì)視覺(jué)皮層中的少突膠質(zhì)細(xì)胞。發(fā)現(xiàn)單眼剝奪眼的對(duì)側(cè)視覺(jué)皮層中新形成的OPCs和成熟少突膠質(zhì)細(xì)胞（mGFP+MBP+）的數(shù)量減少，新生成的前髓鞘少突膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量無(wú)明顯差異。提示青春期視覺(jué)剝奪影響視覺(jué)皮層中少突膠質(zhì)細(xì)胞的成熟。

圖1、青春期視覺(jué)剝奪影響視覺(jué)皮層中少突膠質(zhì)細(xì)胞的成熟

2、青春期少突膠質(zhì)細(xì)胞的髓鞘化維持成年期視覺(jué)皮層的功能

通過(guò)構(gòu)建Pdgfra-creER:MyrfFl/Fl （MYRF cKO）小鼠，特異性敲除少突膠質(zhì)細(xì)胞分化所必需的轉(zhuǎn)錄因子 MYRF。為抑制青春期少突膠質(zhì)細(xì)胞的形成，在MYRF cKO小鼠出生后第10-14天注射他莫昔芬來(lái)阻止OPC的分化，發(fā)現(xiàn)4-8周齡的小鼠成熟的少突膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量顯著減少。使用光學(xué)成像技術(shù)是視覺(jué)皮層神經(jīng)元反應(yīng)性進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)成年MYRF cKO小鼠在單眼剝奪后，視覺(jué)皮層對(duì)剝奪眼的反應(yīng)顯著降低，而對(duì)照組小鼠對(duì)剝奪眼的反應(yīng)無(wú)變化，提示青春期的少突生成和髓鞘化是成年期視覺(jué)皮層正常成熟和功能所必需。 

圖2、青春期少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生障礙減弱成年期視覺(jué)皮層活動(dòng)

3、青春期少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生障礙損傷成年期功能神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和功能可塑性

依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)的神經(jīng)元可塑性是視覺(jué)皮層功能維持的基礎(chǔ)，對(duì)青春期的單眼剝奪的MYRF cKO 小鼠的結(jié)構(gòu)可塑性和功能可塑性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在單眼剝奪4天后，MYRF cKO小鼠的樹(shù)突棘的體積顯著減小，樹(shù)突棘的密度顯著降低，并且MYRF cKO小鼠減小的樹(shù)突棘在空間分布更加聚集。對(duì)視覺(jué)神經(jīng)元的功能進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)成年MYRF cKO 小鼠視覺(jué)皮層中被神經(jīng)元周?chē)�網(wǎng)（PNN）包裹的PV神經(jīng)元的數(shù)量沒(méi)有顯著變化，但是視覺(jué)皮層的錐體神經(jīng)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(jué)皮層神經(jīng)元的抑制性突觸傳遞功能受損。 

圖3、青春期少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生障礙損傷成年期神經(jīng)元的抑制性傳遞功能

總結(jié)

本研究通過(guò)構(gòu)建多種類(lèi)型的少突膠質(zhì)細(xì)胞遺傳譜系小鼠，細(xì)胞特異性調(diào)節(jié)青春期的少突膠質(zhì)細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)青春期的視覺(jué)剝奪阻礙少突膠質(zhì)細(xì)胞的成熟和髓鞘化，進(jìn)而損傷成年期視覺(jué)皮層神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和功能可塑性。

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