Toll样受体8（TLR8）在小鼠海马神经元中表达并调节神经元兴奋性

《International Journal of Molecular Sciences》：Toll-like Receptor 8 (TLR8) Is Expressed in Mouse Hippocampal Neurons and Modulates Neuronal Excitability

　　

Toll样受体（TLRs）在先天免疫应答中至关重要。此外，神经元TLRs参与调节神经元树突生长和兴奋性。然而，对神经元TLR功能的更深入理解至关重要。研究人员利用小鼠产后海马神经元培养物研究了TLR₈的表达和作用。研究人员通过免疫细胞化学评估了TLR₈（和TLR₇）的表达，并通过高密度多电极阵列（HD-MEA）系统的电生理记录和钙通量成像评估了TLR₈的功能性。通过Western blot分析了快速TLR₈刺激后的通路激活。TLR₈和TLR₇在DIV14的产后海马神经元和神经球源性神经元中表达。在GABA能、表达小清蛋白（parvalbumin）的中间神经元的胞体和树突中检测到TLR₈的表达。用TLR₈激动剂TL8-506刺激后，短期内神经元活动增加，并在短期和长期记录中增强了神经元同步化。通过D-AP5阻断N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体可减少TLR₈诱导的钙通量。TLR₈刺激未导致IkB-α降解。研究人员的发现表明，TLR₈和TLR₇在小鼠产后海马神经元中表达。TLR₈激活导致神经元兴奋性增加，而NMDA拮抗作用可降低这种兴奋性。然而，急性TLR₈刺激未能强烈激活经典TLR信号通路。研究人员提出，TLR₈激活可能导致兴奋性NMDA受体的增强。

Toll样受体（TLRs）是先天免疫系统的关键组成部分，近年研究发现其在神经元中亦发挥非免疫功能，如调节树突生长和兴奋性。然而，神经元TLR，特别是TLR8的功能机制尚不明确。既往研究显示TLR4激活可通过增强NMDA受体介导的钙内流增加神经元兴奋性，而TLR8在癫痫易感脑区海马中表达，但其是否调节兴奋性未知。为此，研究人员利用C57BL/6J小鼠产后海马神经元培养物，系统研究了TLR8的表达及功能，旨在揭示其调节神经元兴奋性的机制，为神经疾病治疗提供新靶点。该研究论文发表在《International Journal of Molecular Sciences》。

研究人员采用的主要关键技术方法包括：从C57BL/6J小鼠产后0–3天海马制备神经元培养物；免疫细胞化学检测TLR8和TLR7的表达与定位；高密度多电极阵列（HD-MEA）电生理记录实时监测神经元放电率和爆发率；钙通量成像（Fluo-4）分析细胞内钙离子变化；Western blot检测下游信号蛋白（IkB-α、p38、JNK）的磷酸化或降解。样本来源明确为小鼠产后海马。

研究结果部分：

2.1. TLR8 Expression in Mouse Postnatal Hippocampal Neurons：通过免疫细胞化学发现，TLR8在DIV14的产后海马神经元中表达，分布于胞体和树突，与早期内体标志物EEA1共定位，并呈现部分胞膜分布。TLR7亦在神经元中表达，但分布区域与TLR8不完全重叠。TLR8在表达小清蛋白（PV）的GABA能中间神经元中高表达（51.1%），而在星形胶质细胞中未检测到表达。

2.2. TLR8 Contributes to Neuronal Excitability In Vitro：通过HD-MEA电生理记录，TLR8选择性激动剂TL8-506刺激后，神经元平均放电率和爆发率在几秒内显著增加，且网络同步化（爆发中尖峰百分比）在短时和长时记录中均增强；该效应被TLR8拮抗剂CU-CPT9a逆转至基线水平。钙成像显示TL8-506诱导钙内流增加，而NMDA受体拮抗剂D-AP5可显著减弱此钙信号；MEA记录进一步证实D-AP5阻断后TLR8诱导的兴奋性降低至基线以下。

2.3. Downstream Signaling Induced by TLR8 Stimulation in Neurons：Western blot分析显示，TLR8刺激9分钟导致p38 MAPK磷酸化显著增加，但未观察到IkB-α降解，表明急性TLR8刺激