NG2胶质也送出GABA:海马抑制网络的新一环
小鼠研究发现,NG2相关胶质活动增强可增加邻近中间神经元受到的抑制,并伴随锥体细胞更易放电与焦虑样探索变化;应激必要性仍待明确。
胶质细胞能接收神经元信号,也能把抑制性信号送回去吗?2021年9月30日发表于 Nature Communications 的研究,聚焦海马中的NG2胶质,也就是少突胶质前体细胞。研究发现,这类细胞具有释放GABA的能力,作用更常出现在邻近抑制性中间神经元。令人注意的是,对抑制细胞再加一层抑制,网络后果未必更安静:锥体细胞反而更容易被驱动放电,动物的探索表现也随之改变。
NG2相关胶质能通过GABA影响邻近中间神经元;群体增强时,中间神经元兴奋性降低、锥体细胞兴奋性增加,伴随焦虑样探索,但尚未确定这是应激行为的必经环节。
阅读目录 · 7个部分
少突胶质前体,还有即时交流的一面
NG2胶质常因能够形成少突胶质细胞、参与髓鞘相关过程而受到关注。它们还有一个特别之处:能直接接收神经元的突触输入。研究追问,这种联系是否只有一个方向,胶质能否影响身边的神经元。
被标记群体以NG2胶质为主,属于少突胶质谱系。这些细胞受到激活时膜状态会变化,却不像神经元那样产生动作电位。它们是否发挥输出作用,需要从相邻细胞的响应与释放证据中寻找答案。
同样在海马,两类神经元的结果不同
增强NG2相关群体活动后,约三分之二受测中间神经元的微小抑制性突触事件变得更频繁,平均事件幅度却未显著改变;持续性的GABA相关抑制电流也增强。这使局部抑制传递的变化具体起来。
离散突触事件与持续背景电流提供了两个视角:前者记录一次次短暂响应,后者反映持续受体作用。两者同时增加,使观察不局限于某一种电流形式,也提示局部GABA作用的时间特征发生变化。
锥体细胞的对应微小抑制电流没有显著整体变化,受测兴奋性微小电流也没有出现同样增强。效果因此带有接收细胞差别,而不是所有海马神经元同时接收到更多同类信号。
来源:Zhang X et al. · Nature communications · CC BY
查看原图与英文图注 ↗
靠得近,更容易受到影响
近距离的中间神经元更常出现抑制事件频率增加,远处细胞的整体比较未显著。组织中的空间分布也显示,中间神经元更常与NG2胞体相邻,提示局部位置会影响细胞间的交流机会。
电镜进一步看到NG2相关末梢中的囊泡及与神经元的接触,部分末梢还检出GABA相关标记。结构与功能相互支持,但每个接触点的精确接收细胞身份,仍未全部确定。
来源:Zhang X et al. · Nature communications · CC BY
查看原图与英文图注 ↗
合成与释放线索,来自多个观察层次
转录、原位标记和蛋白分析显示,部分NG2胶质表达与GABA合成相关的Gad1/GAD67。单细胞结果也有表达差别,说明这项能力不能简单视为每个NG2细胞都同样具备。
在分离细胞的观察中,NG2相关活动增强后,邻近报告细胞出现更强GABA相关响应;囊泡融合事件也增加,限制外排时响应减弱。多种证据支持囊泡相关释放,但尚未把GAD67或某一种囊泡蛋白确定为全部行为效应的唯一必要因素。
来源:Zhang X et al. · Nature communications · CC BY
查看原图与英文图注 ↗
应激之后,突起信号和探索表现都改变
慢性社交应激后,NG2胶质突起中的钙事件频率增加,胞体频率及相应幅度比较未显著。动物也减少开放场中央和高架迷宫开放臂停留,应激前后总行走距离同时下降。
在另一组活动增强比较中,NG2相关群体增强同样减少中央和开放臂停留,但对应总距离未显著改变,社交回避也未相应增加。这把应激后的相关信号与群体增强的部分行为效应联系起来,两者仍有不同的表现范围。
来源:Zhang X et al. · Nature communications · CC BY
查看原图与英文图注 ↗
抑制细胞被抑制,锥体细胞反而更易放电
进一步记录显示,NG2相关群体增强后,中间神经元更难被输入驱动放电,锥体细胞则更容易放电,两类细胞的静息膜电位均未显著改变。变化更体现在响应输入的方式,而不是所有基础膜状态一同移动。
这与去抑制图景相符:抑制性细胞受到更多约束,可能减轻对其他细胞的限制。局部网络因此不必随着GABA增加而整体更安静;信号落在谁身上,同样决定了后果。
来源:Zhang X et al. · Nature communications · CC BY
查看原图与英文图注 ↗
从单向接收,走向局部网络的参与者
研究将NG2胶质从只接收突触信号的位置,推进到能够影响邻近细胞的网络参与者。合成相关分子、释放能力、局部响应和行为变化,构成了相互呼应的证据。
这些小鼠结果仍留下关键问题:自然应激时的释放过程怎样发生,哪些接收细胞承担主要作用,以及应激相关行为是否必须依赖这条联系。人工增强活动能引出部分表现,并不等于完整解释了应激中的全部变化。