《Neuroscience Letters》：Maternal separation reshapes layer-specific PV-PNN architecture in the mouse barrel cortex
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摘要早期逆境经历会影响发育期大脑系统中抑制性回路的成熟，但大多数研究集中于参与情绪和认知调节的皮层边缘系统区域。早期逆境是否也会重塑初级感觉皮层中抑制性细胞外基质架构，目前仍不太清楚。在此，我们考察了母体分离对小鼠初级躯体感觉皮层桶状野（S1BF）中钙网蛋白阳性（PV+）中间
摘要
早期逆境经历会影响发育期大脑系统中抑制性回路的成熟，但大多数研究集中于参与情绪和认知调节的皮层边缘系统区域。早期逆境是否也会重塑初级感觉皮层中抑制性细胞外基质架构，目前仍不太清楚。在此，我们考察了母体分离对小鼠初级躯体感觉皮层桶状野（S1BF）中钙网蛋白阳性（PV+）中间神经元和小扁豆凝集素标记的神经周网络（PNNs）的影响。S1BF是一个高度组织化的感觉区域，其层状位置具有明确的发育和功能意义。小鼠从出生后第1天到第14天接受每日母体分离处理，并在幼年期成年期对其PV/PNN解剖学特征进行分析。量化了S1BF第2/3层、第4层和第5/6层的PV密度、PNN密度、PV/PNN共标记细胞密度以及仅PNN密度。母体分离未改变任何皮层层的PV+中间神经元密度。相反，其影响选择性地作用于第4层的PNN相关指标，该层中PNN密度和PV/PNN共标记细胞密度均显著增加。相比之下，不与PV细胞相关的PNN结构保持不变，表明PNN密度的增加主要与PV标记的中间神经元有关。这些发现表明，母体分离并未在桶状皮层中引起PV-PNN架构的普遍性丧失。相反，早期逆境选择性地增强了S1BF主要丘脑皮层接收层中PV相关的PNN组织。这种层特异性模式提示，早期生活应激可能改变初级感觉回路中可塑性和稳定的时间或分布，从而影响皮层成熟过程中触觉信息的过滤和整合。
引言
早期出生后皮层发育在很大程度上受到经验的塑造，关键期的时间、起始和关闭部分取决于局部抑制性回路的成熟，特别是钙网蛋白（PV）表达中间神经元[18]、[19]、[31]。与PV中间神经元的成熟并行的是，神经周网络（PNNs）作为一种富含硫酸软骨素蛋白聚糖的特异性细胞外基质结构，在从不成熟的、高度可塑性回路向更稳定的成年网络的过渡过程中，凝聚在部分神经元周围，尤其是钙网蛋白阳性（PV+）细胞[29]、[9]、[3]、[32]。由于PNN的积累与发育性回路巩固同步进行，且实验性破坏PNNs可在成年期重新恢复幼年期样可塑性，因此PV-PNN轴被广泛视为关键期可塑性的核心调节因子。在此方面特别引人注目的区域是初级躯体感觉皮层（S1），其中经验依赖性的精炼在解剖上极为精确，层状组织具有功能意义。在小鼠桶状皮层（初级躯体感觉皮层桶状野；S1BF）中，感觉剥夺以活动和层依赖性方式改变富含聚集蛋白聚糖的PNN表达。PV神经元和PNNs的发育性变化在S1BF的各皮层层中尤为显著，这支持了以下观点：该区域中的PV/PNN组织反映了感觉皮层回路如何成熟和稳定，而非仅仅作为一个静态的组织学标记[25]、[27]、[36]。与这一观点一致的是，在S1BF中实验性消化PNNs会改变皮层神经元的固有生理特性，在快速发放和低阈值发放中间神经元中观察到的影响尤为显著，而在规律发放神经元中影响较为有限，这进一步表明该系统中的PNNs与皮层回路调节存在功能联系，而非仅仅反映被动的细胞外结构[7]。
除感觉剥夺外，早期生活应激是另一种强有力的发育性经验，可能改变皮层成熟，进而影响PV中间神经元和神经周网络的组织。已有研究表明，早期生活应激可在多个前脑区域改变PV和PNN相关指标，但这些影响通常是区域依赖、年龄依赖和性别依赖的，而非全局均匀分布，这表明发育背景是决定脆弱性和预后的主要因素[14]、[33]、[20]。迄今为止，大多数研究集中于皮层边缘结构，如内侧前额叶皮层、杏仁核和海马，其中逆境相关的抑制性回路成熟改变在情绪和认知功能障碍的背景下被讨论[14]、[21]、[20]。尽管感觉皮层成熟本身强烈受经验和抑制性网络稳定化的影响[25]、[27]、[7]，但类似的发育性干扰是否延伸到其他皮层区域仍不清楚。这个问题在S1BF中尤为相关，因为该区域中的PV神经元和PNNs与层状精炼、感觉经验依赖性可塑性以及局部皮层回路的渐进性稳定化紧密相关[25]、[27]、[7]。因此，我们提出研究母体分离是否改变S1BF中的PV和PNN组织，检验这样一种可能性：早期逆境不仅在高阶皮层边缘区域留下结构印记，也在初级感觉皮层的抑制性细胞外基质架构中留下印记[14]、[25]、[27]。
章节摘录
动物与母体分离
C57BL/6J小鼠在标准实验室条件下饲养，自由进食饮水，遵循标准12小时明暗周期。所有实验程序均经杜克昆山大学机构动物护理和使用委员会批准，并遵循机构关于动物在研究中伦理使用的指南。母体分离（MS）操作在杜克昆山大学PI室（位于昆山市第一人民医院）进行，
母体分离以层特异性方式改变PNN组织和PV-PNN共标记
为确定早期母体分离是否影响初级躯体感觉桶状皮层（S1BF）中的抑制性回路组织，我们量化了皮层第2/3层、第4层和第5/6层的PV+中间神经元密度、WFA标记的神经周网络（PNN）密度、仅PNN密度以及PV/WFA双阳性细胞密度（图2）。PV+细胞密度的描述性统计数据显示于补充表1A。WFA/PNN相关测量的描述性统计数据显示于补充
讨论
本研究表明，母体分离并未在S1BF中产生PV细胞密度或WFA+ PNN密度的普遍性改变。相反，其影响集中在第4层，该层中总WFA+ PNN密度和PV/WFA共标记细胞密度显著增加，而第2/3层和第5/6层无显著变化。由于MS发生在成熟的WFA+ PNN形成之前，此处观察到的成年期PV/WFA变化不太可能反映MS对PNN的直接
稿件准备过程中生成式AI和AI辅助技术的声明
在准备本文过程中，作者使用了OpenAI的ChatGPT辅助校对、语言编辑、语法纠正以及措辞和结构的优化。使用该工具后，作者对内容进行了审查和必要的编辑，并对发表文章的内容承担全部责任。
意义声明
本研究推进了我们对早期逆境如何在初级躯体感觉皮层中以层特异性方式重塑抑制性回路稳定化的理解，揭示了第4层（桶状皮层的主要丘脑皮层接收层）中PV相关PNN组织的选择性增强。
CRediT作者贡献声明
Xiaoyi Zhan（詹晓怡）：写作 – 初稿，可视化，验证，软件，方法学，调查研究，形式化分析，数据整理。Jinyun Miao（缪金云）：指导，软件，方法学，调查研究，形式化分析，数据整理，概念设计。Philip Chu（祝）：写作 – 审阅与编辑，概念设计。Pengcheng Tan（谭鹏程）：指导，方法学，形式化分析，数据整理。Chia-Chien Chen（陈）：写作 – 审阅与编辑，写作 – 初稿，可视化，验证，指导，
利益冲突声明
作者声明不存在已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
我们感谢Steve Nowicki博士对本手稿提出的有益意见。我们还感谢杜克昆山大学动物护理工作人员、昆山市第一人民医院以及在母体分离操作期间协助动物处理的本科生助手。本研究得到杜克昆山大学启动基金对C.-C. Chen的支持。
Xiaoyi Zhan（詹晓怡）| Jinyun Miao（缪金云）| Philip Chu（祝）| Pengcheng Tan（谭鹏程）| Chia-Chien Chen（陈）
