《Neurobiology of Learning and Memory》：Ivermectin impairs memory retrieval performance by B6 nestin-cre mice
编辑推荐：
•成年后生成的海马体颗粒细胞被改造以表达氯离子通道。•无论是否存在这些通道，伊维菌素都会影响空间记忆的提取。•伊维菌素的诸多副作用使其在动物和人类中的应用需谨慎考虑。引言成年神经发生是指在成年大脑中生成新神经元的过程。在包括人类在内的许多哺乳动物的室管膜下区和海马亚颗粒区都观察到
• 成年后生成的海马体颗粒细胞被改造以表达氯离子通道。
• 无论是否存在这些通道，伊维菌素都会影响空间记忆的提取。
• 伊维菌素的诸多副作用使其在动物和人类中的应用需谨慎考虑。
引言 成年神经发生是指在成年大脑中生成新神经元的过程。在包括人类在内的许多哺乳动物的室管膜下区和海马亚颗粒区都观察到了成年神经发生现象（Moreno-Jiménez等人，2019年；Snyder，2019年；Winner与Winkler，2015年；Zhao等人，2008年），它是新神经元的重要来源。由于海马体被认为是空间记忆和情景记忆的存储部位，大多数关于成年神经发生的功能研究都集中在这一脑区，本研究也是如此。自人类海马体中发现了成年神经发生现象以来，海马齿状回中成年新生神经元的作用已得到深入研究（Eriksson等人，1998年）。大多数研究都使用动物模型来探讨成年新生神经元的功能，因为目前在这些研究中使用的许多技术都具有侵入性，且对人类有害。在动物模型中，最有效的手段之一是通过光遗传学干预、X射线辐射或特定药物靶点来抑制或消除成年新生神经元（Gu等人，2012年；Clelland等人，2009年；Drew等人，2010年；Hernandez-Rabaza等人，2009年）。早期研究表明，成年神经发生对某些类型的记忆回忆很重要。在一项具有开创性的研究中，Clelland等人（Clelland等人，2009年）通过X射线辐射抑制了成年神经发生，发现成年后生成的齿状回神经元对于小鼠成功区分不同模式是必要的。Garthe等人（Garthe等人，2009年）使用替莫唑胺抑制成年神经发生，结果发现小鼠在学习莫里斯水迷宫时出现了高度特异的学习缺陷。然而，这些方法缺乏特异性，会全面消除神经生成细胞，且无法区分时间差异，在某些情况下也无法区分空间差异（Garthe等人，2009年）。因此，需要其他技术来选择性地、有时间分辨率地抑制这些神经元。在一项突破性的研究中，Gu等人（Gu等人，2012年）利用光遗传学技术发现，当在4周龄时抑制成年新生神经元，而在2周龄或8周龄时不进行抑制时，小鼠在完成莫里斯水迷宫训练后会出现明显的海马体记忆障碍。我们在这项研究中也试图验证成年新生神经元被抑制后暂时出现的记忆检索能力下降现象。迄今为止，科学界普遍认为，齿状回中成年新生神经元的失活会影响到动物在特定时间点执行某些与海马体相关的记忆任务时的记忆能力（Folsz等人，2023年）。
为了进一步深入研究，我们探讨了在记忆检索过程中利用化学遗传学方法来调控成年新生神经元活性的可行性，这种方法不同于近期报道的DREADD技术（Ash等人，2023年；Frechou等人，2024年；Lods等人，2021年；Maheshwari等人，2024年）。具体而言，我们利用在海马体中经过病毒转导、携带对驱虫药伊维菌素敏感的抑制型氯离子通道的nestin-cre小鼠，来探究成年新生神经元的作用。这种新型抑制型通道是基于改良的人类α1甘氨酸受体开发的（Lynagh与Lynch，2010a）。我们通过外源性给予伊维菌素来激活这种抑制型氯离子通道，从而在颗粒细胞生成后的4到8周这一关键时期抑制成年新生神经元的发展，此时氯离子通道已经从原本的去极化作用转变为类似成体的超极化作用（Ge等人，2006年）。这些小鼠首先接受了莫里斯水迷宫训练以及情境恐惧条件反射训练。然后在记忆测试前24小时，通过腹腔注射的方式给予伊维菌素。我们的研究结果表明，单独使用伊维菌素就会导致记忆检索能力下降，从而掩盖了因抑制成年新生神经元活性而可能产生的其他缺陷。因此，尽管该模型如我们所展示的那样，可用于在体外选择性地抑制新生成的神经元（Schoderboeck等人，2018年），但由于伊维菌素的非特异性效应可能会干扰空间记忆测试的结果，因此难以用于研究神经发生对海马体记忆处理过程中的行为贡献。
章节节选 转基因构建体 此处所使用的构建体的克隆流程在Schoderboeck等人的研究中已有详细描述（Schoderboeck等人，2018年）。简而言之，从HIV-1衍生的慢病毒质粒pCDH-EF1-MCS-T2A-copGFP（CD521A-1，System Biosciences公司，加利福尼亚州帕洛阿尔托市）中提取的EF1启动子被1.1千碱基对长的大鼠神经元特异性突触蛋白1启动子所替代（GenBank编号：
M55300.1 ）（Dittgen等人，2004年），该启动子用于驱动神经元转基因的表达（Tan等人，2018年）。原来的T2A-copGFP序列则被反向mCherry序列所取代。
靶向小鼠海马体中新生成神经元的转基因表达 本研究旨在采用一种相对非侵入性的化学遗传学方法，可逆地抑制成年小鼠海马体中新生成的神经元，进而评估其对记忆检索的影响。我们通过将携带转基因构建体的慢病毒载体注入表达Cre重组酶的神经元前体细胞所在的齿状回，从而靶向成年小鼠海马体中刚刚生成的神经元（见图1A（2））。虽然理论上该载体可以影响其周围的
讨论 为探究哺乳动物海马体中成年新生神经元的功能和作用，研究人员不断采用越来越复杂的技术（Clelland等人，2009年；Drew等人，2010年；Gu等人，2012年；Hernandez-Rabaza等人，2009年），但仍有部分基本问题尚未得到解答（Kuhn等人，2018年）。一些能够暂时抑制神经元功能的基因工具为研究这些神经元对行为、认知以及整个大脑功能的影响提供了有力支持。
结论 由于伊维菌素处理会对实验结果产生非特异性的干扰，本研究中的实验无法确定在较年轻阶段还是较年长阶段生成的新生神经元，会对两种依赖海马体的记忆任务的记忆形成和回忆起到何种作用。虽然使用较低剂量的伊维菌素或许可以避免对行为测试的负面影响，但我们的研究结果仍表明，一定浓度的伊维菌素确实具有毒性风险。
CRediT作者贡献说明 Lucia Schoderboeck： 文章撰写——审阅与编辑，文章撰写——初稿撰写，研究指导，项目管理，方法设计，实验实施，数据分析，数据整理。Shane M. Ohline： 文章撰写——审阅与编辑，研究指导，方法设计，实验实施，数据整理。Louise van der Salm： 文章撰写——审阅与编辑，实验实施，数据分析，数据整理。Hollie E. Wicky： 文章撰写——审阅与编辑，方法设计，实验实施。Stephanie M. Hughes： 文章撰写——审阅与编辑，
利益冲突声明 作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
致谢 我们要感谢昆士兰大学的Joe Lynch教授以及昆士兰大学和哥本哈根大学的Tim Lynagh副教授，他们就该受体的应用问题与我们进行了宝贵的讨论。奥塔哥大学的Dave Grattan教授为我们提供了用于建立Nes-cre品系的配对小鼠。昆士兰大学的Pankaj Sah教授则提供了相应的质粒。同时，我们也要感谢心理学系的动物护理人员以及生物医学领域的其他工作人员所做的贡献。
资金支持 本研究得到了新西兰皇家学会Marsden基金的资助，相关经费授予了WCA和SMH。行为测试设备则是由彩票健康研究基金提供的，该基金同样授予了WCA。
Lucia Schoderboeck|Shane M. Ohline|Louise van der Salm|Hollie E. Wicky|Stephanie M. Hughes|Wickliffe C. Abraham
