Neuron丨韩峰/卢应梅合作组发现血管内皮细胞也可调节神经认知

撰文丨兮

责编丨迦溆

基于无数神经科学领域研究者的不断努力和越来越多的研究表明，血管在神经活性方面发挥了举足轻重的作用。2001年美国国家神经疾病和中风研究所的一次会议（SPRG）中正式提出神经血管单元（Neurovascular Unit, NVU）这一概念【1】。

图：为NVU做出贡献的先驱

之后，神经血管单元变成了神经科学中的一个热点领域。这些研究揭示了神经元的工作是一个多维的、高度协调的过程，需要多种细胞的参与并连接不同的信号通路。例如血脑屏障可以避免神经元受到血液中有害物质的损伤。但是血管细胞是否可以直接与神经元沟通并且参与中枢神经的功能如认知仍不甚清楚。

1月23日，来自浙江大学的韩峰教授（现任南京医科大学药学院院长）课题组与浙江大学城市学院卢应梅教授课题组合作在Neuron杂志上发表了题为Endothelium-Derived Semaphorin 3G Regulates Hippocampal Synaptic Structure and Plasticity via Neuropilin-2/PlexinA4的研究论文，证实了大脑中血管内皮细胞可以分泌人信号素Semaphorin 3G（Sema3G）增加神经元的突触密度，参与突触可塑性和海马认知功能【2】。

在这项研究中，研究者利用公共数据【3】筛选出了22个分泌蛋白，并根据三个标准：1）血管内皮细胞中高表达；2）是一个分泌蛋白；3）神经元有相应受体；选择了Sema3G这一基因；通过建立条件性在内皮细胞中敲除Sema3G的小鼠，发现Sema3G缺失并不影响血管结构和血脑屏障的功能，但却损伤了海马认知功能；进而发现其缺失减弱了CA3-CA1神经回路、降低了CA1中微小兴奋性突触后电流频率和树突棘密度；随后研究者排除了外周血管内皮对这一损伤的影响。机制上，研究者证明了Sema3G可以通过突触后Nrp2/PlexinA4信号通路以及激活Rac影响兴奋性突触传递和密度。

总之，这项研究首次证明了大脑内皮细胞可以通过分泌Sema3G直接调节海马神经元突触可塑性参与大脑认知，为进一步探索血管神经单元及神经相关疾病诸如阿尔茨海默症提供了新的角度。

参考文献

【1】Iadecola C. (2017) The Neurovascular Unit Coming of Age: A Journey through Neurovascular Coupling in Health and Disease. Neuron. 2017 Sep 27;96(1):17-42.

【2】Chao Tan, Nan-Nan Lu, Cheng-Kun Wang, ..., Kohji Fukunaga, Ying-Mei Lu, Feng Han. (2019) Endothelium-Derived Semaphorin 3G Regulates Hippocampal Synaptic Structure and Plasticity via Neuropilin-2/PlexinA4. Neuron.

【3】Zhang, Y., Chen, K., Sloan, S.A., Bennett, M.L., Scholze, A.R., O’Keeffe, S., Phatnani, H.P., Guarnieri, P., Caneda, C., Ruderisch, N., et al. (2014). An RNA-sequencing transcriptome and splicing database of glia, neurons, and vascular cells of the cerebral cortex. J. Neurosci. 34, 11929–11947.

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