神經(jīng)過度興奮是許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病的共同病理特征，如感染、創(chuàng)傷或毒素等外部應(yīng)激源刺激大腦時(shí)，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)通常表現(xiàn)出過度興奮，并伴有突觸重組。多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病都有類似現(xiàn)象，如阿爾茨海默病(AD)、自閉癥譜系障礙、精神分裂癥、結(jié)節(jié)性硬化癥，尤其是在癲癇中。神經(jīng)元過度興奮的機(jī)制解釋有很多，其中興奮性(主要是谷氨酸能)和抑制性(主要是γ-氨基丁酸能)突觸傳遞之間的不平衡(E/I不平衡)被認(rèn)為是關(guān)鍵的一個(gè)；然而，神經(jīng)元-神經(jīng)膠質(zhì)相互作用的機(jī)制仍然不清楚。
2025年5月27日，南京大學(xué)閆超、劉翔宇、蘇州大學(xué)叢啟飛、浙江大學(xué)李新建共同通訊在Nature Neuroscience（IF=21.3）在線發(fā)表題為“GABA-dependent microglial elimination of inhibitory synapses underlies neuronal hyperexcitability in epilepsy"的研究論文，利用超維景的微型化雙光子顯微成像系統(tǒng)（FHIRM系列）成功實(shí)現(xiàn)癲癇小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞鈣信號的穩(wěn)定在體觀測，成功揭示了小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的選擇性消除抑制性突觸在驅(qū)動神經(jīng)元過度興奮中的關(guān)鍵作用。
論文上線截圖
研究人員在CX3CR1-GCaMP6s轉(zhuǎn)基因小鼠上建立顳葉癲癇(TLE)的小鼠模型后，通過利用微型化雙光子技術(shù)進(jìn)行顳葉雙光子鈣成像，發(fā)現(xiàn)海人酸（KA）誘導(dǎo)后，顳葉皮層小膠質(zhì)細(xì)胞的鈣信號顯著升高。而通過腹腔注射的方式給與一種GABAB受體拮抗劑CGP52432后，能夠在很大程度上抑制這種激活現(xiàn)象，這提示了GAGB能信號在小膠質(zhì)細(xì)胞反應(yīng)中起作用。為后續(xù)證實(shí)小膠質(zhì)細(xì)胞的激活清除抑制性突觸導(dǎo)致癲癇發(fā)生中的神經(jīng)元超興奮性現(xiàn)象，打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
此項(xiàng)研究不僅深化了癲癇神經(jīng)免疫機(jī)制的理解，也凸顯了精準(zhǔn)成像工具在神經(jīng)科學(xué)研究中的價(jià)值。我們很榮幸能為這一重要研究提供成像技術(shù)支持。
【參考文獻(xiàn)】
Chen ZP, Zhao X, Wang S, et al. GABA-dependent microglial elimination of inhibitory synapses underlies neuronal hyperexcitability in epilepsy. Nat Neurosci. Published online May 27, 2025. doi:10.1038/s41593-025-01979-2
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