P2Y12缺失对小脑和大脑皮层小胶质细胞的影响:区域差异与功能启示

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Brain, Behavior, and Immunity 8.8

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  小胶质细胞在脑功能中至关重要,但 P2Y12在不同脑区小胶质细胞中的作用不明。研究人员以 P2Y12基因敲除(P2Y12KO)小鼠为对象开展研究,发现 P2Y12在损伤反应上存在区域差异,在调节可塑性上有保守作用,为理解脑功能提供新视角。

  在神秘的大脑世界里,小胶质细胞就像一群默默守护的卫士,对大脑的正常运转起着关键作用。以往,人们大多关注小胶质细胞在病理状态下的表现,可近年来的研究发现,在健康的大脑中,它们也相当活跃,不断地 “巡逻”,与神经元和其他神经细胞频繁互动,影响着神经元的可塑性,比如调节突触的形成与消除。
小胶质细胞能发挥这些作用,离不开它们表面的各种 “探测器”,其中 P2Y12嘌呤能受体是个重要角色。P2Y12能被细胞外的二磷酸腺苷(ADP)激活,进而参与到许多生理过程中,像感知神经元活动、促进突触可塑性等。而且,当大脑受到损伤时,P2Y12还能帮助小胶质细胞快速做出反应。

不过,大脑就像一个庞大而复杂的 “城市”,不同区域有着不同的 “职能”。以往对 P2Y12的研究大多集中在大脑皮层的小胶质细胞上,可越来越多的证据表明,小胶质细胞在不同脑区存在明显差异。以小脑为例,这里的小胶质细胞在基因表达、形态和功能上,都和大脑皮层的小胶质细胞不一样。那么问题来了,P2Y12在小脑和大脑皮层小胶质细胞中的作用是一样的吗?这就是科学家们亟待解决的谜题。

为了揭开这个谜题,来自国外(University of Rochester)的研究人员踏上了探索之旅。他们以 P2Y12基因敲除(P2Y12KO)小鼠为研究对象,展开了一系列实验。最终,他们发现了许多重要信息。这一研究成果发表在《Brain, Behavior, and Immunity》杂志上,为我们理解大脑的奥秘提供了新的线索。

研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,利用 P2Y12KO 小鼠,将其与 CX3CR1 - GFP 动物进行杂交,以便观察小胶质细胞;其次,采用体内双光子显微镜技术,对小鼠大脑中的小胶质细胞进行实时成像,记录它们在正常状态和损伤后的动态变化。通过这些技术,研究人员得以深入探究 P2Y12在小胶质细胞中的作用。

小脑小胶质细胞在缺乏 P2Y12时对局部损伤的反应


研究人员通过聚焦高功率激光束在小鼠大脑中制造局部损伤,利用延时成像观察小胶质细胞的反应。结果发现,与大脑皮层不同,小脑小胶质细胞在缺乏 P2Y12的情况下,仍能对局部损伤做出反应,其细胞突起和基线体细胞运动性受 P2Y12缺失的影响较小。这表明 P2Y12在小脑和大脑皮层小胶质细胞对损伤的反应中,发挥的作用存在差异。

P2Y12缺失对小脑小胶质细胞表型和生理学的影响


研究人员对小脑小胶质细胞的基因表达模式进行分析,发现虽然小脑小胶质细胞与大脑皮层小胶质细胞的基因表达模式不同,但 P2Y12的缺失仅轻微干扰了这些差异。此外,研究还发现 P2Y12缺失对雌性小鼠大脑皮层和小脑中的小胶质细胞密度有影响,但对分布无影响,而在雄性小鼠中未观察到这种现象。

P2Y12在介导小脑可塑性中的潜在作用


研究人员采用延迟眨眼条件反射范式,研究 P2Y12在小脑可塑性中的作用。结果显示,P2Y12缺失会抑制小鼠在延迟眨眼条件反射任务中的学习反应。这表明 P2Y12在调节小脑可塑性方面发挥着重要作用,且这种作用在大脑皮层和小脑中具有一定的保守性。

综合来看,这项研究意义重大。它揭示了 P2Y12在小胶质细胞中的功能存在区域特异性,在小脑和大脑皮层小胶质细胞对损伤的反应中作用不同,但在调节突触可塑性方面具有保守作用。这不仅加深了我们对小胶质细胞在不同脑区功能差异的理解,也为进一步研究大脑的生理和病理机制提供了重要依据。未来,基于这些发现,或许能开发出更具针对性的治疗脑部疾病的方法,为人类大脑健康带来新的希望。

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