Annual Review of Neurosci：重新认识大脑“中间神经元”| 脑科学顶刊导读024期

✎ 顶刊导读目录  24期

1，无义Shank3突变削弱了前额叶树突棘中钙瞬变的抑制性调节 

2，考夫曼眼脑血管综合征的鼠直系同源蛋白Ube3b通过泛素化Ppp3cc调节突触数量

3，少突胶质细胞谱系中的钙信号:调节因子及其推论

4，机械敏感性离子通道：与机械转导机制相关的结构特征

5，作为吸引子和控制器的中间神经元类型  

1，无义Shank3突变削弱了前额叶树突棘中钙瞬变的抑制性调节

期刊：Molecular Psychiatry

作者：Роза

SHANK3基因在兴奋性突触中编码突触后支架蛋白，干扰该基因的表达与神经发育障碍（例如Phelan-McDermid综合征、自闭症谱系障碍和精神分裂症）相关。神经皮质和海马中大多与SHANK3相关的研究都关注于锥体神经元的障碍。然而，GABA能中间神经元同样也接受兴奋性传入，可能也是构成性SHANK3干扰的靶点。

本研究利用亚细胞分辨率双光子显微镜观察清醒小鼠的前额叶皮层微环路。重点关注了能够截短SHANK3基因且与皮质功能障碍相关的无义R1117X突变，该突变体在顶端树突棘中具有异常升高的钙瞬变。而突触钙调节异常是由于通过降低NMDA受体电流和以树突靶向的促生长素抑制素（SST）的GABA能中间神经元的兴奋而导致的树突抑制作用的丧失。值得注意的是，SST中间神经元中NMDA受体亚基GluN2B的上调可纠正过度的突触钙信号，并缓解R1117X突变体的学习缺陷。

这些发现揭示了靶向树突的中间神经元，以及更广泛地树突棘抑制性调控，这是SHANK3功能障碍的关键微环路机制。

https://www.nature.com/articles/s41380-020-0708-6

2，考夫曼眼脑血管综合征的鼠直系同源蛋白Ube3b通过泛素化Ppp3cc调节突触数量

期刊：Molecular Psychiatry

作者：Роза       

神经元中Ube3b丢失导致轴突分支明显受损

考夫曼眼脑血管综合征（Kaufman oculocerebrofacial syndrome, KOS）是一种由于编码泛素连接酶E3B的Ube3b双等位基因突变从而导致的严重常染色体隐性遗传疾病，其特征表现为智力伤残、发育迟缓、小头畸形和特征性畸形。

本研究结果表征了小鼠直系同源物Ube3b的神经元功能，并显示Ube3b呈现出细胞自主方式来调节树突状分支。Ube3b−/−神经元出现树突棘密度增加、形态异常的现象，且改变了突触的生理活动和海马回路活动。此外，背侧前脑特异性Ube3b−/−的动物还表现出空间学习能力受损、社交行为改变以及重复性行为。

文中进一步研究证明，Ube3b通过泛素化钙调磷酸酶的催化性γ-亚基——Ppp3cc，而Ube3b的缺失与树突棘密度增加密切相关。本研究提供了对基因工程小鼠模型中智力障碍样表型潜在分子病理学的见解。

https://www.nature.com/articles/s41380-020-0714-8

3，少突胶质细胞谱系中的钙信号:调节因子及其推论

期刊：Annual Review of Neuroscience

作者：Ann Yang

少突胶质细胞谱系的细胞表达了多种Ca2+通道和受体，这些通道和受体调节着少突胶质细胞祖细胞（OPC）以及少突胶质细胞的形成和功能。本文定义了那些调节Ca2+信号、OPC发育和髓鞘形成的关键通道和受体；讨论了细胞内Ca2+的调节如何反过来在健康神经系统和病理条件下影响OPC和少突胶质细胞的生物学。

OPC和少突胶质细胞中神经递质对Ca2+通道和受体的激活集中于调节细胞内Ca2+，从而使Ca2+信号成为活性驱动髓鞘化的主要候选介质。最近的证据确实表明，少突胶质细胞中Ca2+的局部变化可以调节髓鞘的形成和重塑，并可能调节少突胶质细胞和OPC的其他功能。因此，解码OPC和髓鞘少突胶质细胞如何整合和处理Ca2+信号，对于全面了解中枢神经系统的形成、健康状况和功能将非常重要。

https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-neuro-100719-093305

4，机械敏感性离子通道：与机械转导机制相关的结构特征

期刊：Annual Review of Neuroscience

作者：Ann Yang

机械敏感性离子通道的激活是许多需要机械力感觉的基本生理过程的基础。不同的机械性敏感通道具有独特的结构和机械转导机制，以适应其生物学作用。机械敏感性通道如何工作在过去的十年中已得到广泛研究，尤其是在动物中。

本文回顾了这些通道的功能和结构特征中的关键发现，并强调了与每个特定通道的机械转导机制相关的结构特征。

https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-neuro-070918-050509

5，作为吸引子和控制器的中间神经元

期刊：Annual Review of Neuroscience

作者：Ann Yang

皮层的中间神经元在形状、生理学和其他属性上显示出惊人的差异，这使我们难以对其进行适当分类。我们曾建议根据中间神经元的类型在皮层处理中的作用来进行定义。

本研究中，我们重新审视如何根据中间神经元的分工和作为皮层信息流的控制者来编码其多样性的问题。我们认为发展轨迹为了解中间神经元的多样性提供了指导，且亚型同一性是使用在潜在的基因调控网络中产生吸引子状态的转录因子的构型编码生成的。

本文介绍了更新的中间神经元三级模型：首先将中间神经元分配到几个主要类别中，然后进行最终的细化，在皮层内固定后创建子类，最后进行状态确定以反映将中间神经元并入功能回路集成。文末，我们讨论了主要的中间神经元类在进化上既古老又保守的发现。

我们提出皮质系统的复杂性是由系统发育上较旧的中间神经元类型产生的，辅以主要神经元多样性的进化增加。这表明中间神经元类型的自然神经生物学定义可能源于它们的发育起源和计算功能之间的匹配。

https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-neuro-070918-050421

作者信息

 

校审：Freya（brainnews编辑部）

题图：Singularity Hub

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