神經(jīng)元活性驅(qū)動周細胞表達IGF2維持長期記憶

瀏覽次數(shù)：901　發(fā)布日期：2023-10-7　來源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責任自負

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，在細胞增殖,分化,程序性細胞死亡和轉(zhuǎn)化中具有重要作用。在成年哺乳動物中IGF2主要表達在脈絡(luò)叢、肝臟和大腦中。海馬中IGF2水平維持學(xué)習記憶功能：學(xué)習記憶訓(xùn)練促進IGF2升高，在抑制IGF2可阻礙學(xué)習記憶的形成。血管細胞主要由周細胞、內(nèi)皮細胞、星形膠質(zhì)細胞、平滑肌細胞等多種細胞組成。其中周細胞是位于微血管腔表面的血管壁細胞，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)習記憶的形成。

2023年10月3日紐約大學(xué)Cristina M. Alberini研究團隊在Neuron雜志上發(fā)表文章揭示神經(jīng)元活性驅(qū)動周細胞表達IGF2維持長期記憶。

1、學(xué)習記憶促進周細胞IGF2表達依賴于神經(jīng)元活性

研究人員利用原位雜交實驗發(fā)現(xiàn)IGF2富集表達在海馬腦區(qū)CA1、CA3、DG區(qū)域，其中陷窩分子層（SLM）表達最多。在細胞類型上，IGF2表達在興奮性和抑制性神經(jīng)元上、星形膠質(zhì)細胞上，其中表達在血管細胞上最多。抑制性回避學(xué)習任務(wù)中學(xué)習訓(xùn)練可顯著增加背側(cè)海馬CA1和SLM區(qū)域IGF2的表達。進一步的免疫熒光實驗IGF2主要表達在周細胞中，在學(xué)習訓(xùn)練后可促進其表達。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)習訓(xùn)練并不促進周細胞上IGF2的表達。

圖1：慢性抑制神經(jīng)活性后學(xué)習訓(xùn)練并不促進周細胞IGF2表達

2、背側(cè)海馬周細胞上IGF2維持長期記憶的形成

研究人員通過基因工具小鼠實現(xiàn)特異性敲除周細胞上IGF2后并不影響在新物體認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)海馬周細胞上IGF2后新物體認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在成纖維細胞和神經(jīng)元上存在表達，他們進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胞或神經(jīng)元上IGF2后均不會影響新物體認知和條件性恐懼記憶中記憶的形成，表明背側(cè)海馬周細胞上IGF2參與長期記憶的形成。

圖2：背側(cè)海馬周細胞上IGF2參與長期記憶的形成

3、周細胞IGF2參與學(xué)習記憶誘導(dǎo)的即早基因表達

上述研究表明學(xué)習記憶促進周細胞IGF2表達依賴于神經(jīng)元活性，他們通過分子實驗證實了學(xué)習訓(xùn)練促進了細胞骨架活性調(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（這些蛋白調(diào)控神經(jīng)元即早基因的活性），在敲除周細胞IGF2后上述學(xué)習訓(xùn)練并不會促進這些蛋白表達。

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實現(xiàn)的。學(xué)習訓(xùn)練后可促進背側(cè)海馬IGF2R的表達，但是在敲除周細胞IGF2后依然可促進IGF2R的表達，可能存在一種代償性機制。