Science：大脑神经元复杂网络连接的新机制

导语

哺乳动物的内侧和外侧海马环路分别优先处理空间和物体相关信息。然而，在发育过程中组装这种并行环路的机制在很大程度上仍然未知。

2021年6月4日，斯坦福大学骆利群团队在Science 在线发表题为“Reciprocal repulsions instruct the precise assembly of parallel hippocampal networks”的研究论文，该研究发现在小鼠体内，内侧和外侧海马环路中细胞表面分子teneurin-3 (Ten3) 和latrophilin-2 (Lphn2) 的互补表达分别指导CA1 到下托（subiculum）连接的精确环路组装。

在内侧环路中，表达 Ten3 的 (Ten3+) CA1 轴突被衍生的 Lphn2 排斥，这表明 Lphn2 和 Ten3 介导的异嗜性排斥和 Ten3 介导的嗜同性吸引力共同控制 CA1 轴突的精确目标选择。在横向网络中，表达 Lphn2（Lphn2+）的 CA1 轴突通过来自 Ten3+ 靶标的排斥而被限制在 Lphn2+ 靶标上。该研究结果表明，并行海马环路的组装遵循由相互排斥指示的“Ten3→Ten3，Lphn2→Lphn2”规则。随着在各种连接中的重复使用与多功能性相结合，其中单个蛋白质既作为受体又作为配体，有限数量的细胞表面分子可以指定哺乳动物大脑中的多样性连接。

iNature | 来源

原文题目：

Reciprocal repulsions instruct the precise assembly of parallel hippocampal networks

论文地址：

https://science.sciencemag.org/content/372/6546/1068

并行信息处理是复杂神经系统的一个显著特征。一个例子是哺乳动物海马-内嗅环路，它对于显性记忆形成和空间表征至关重要 。空间和物体相关信息分别优先由内侧和外侧海马环路处理。在内侧环路中，近端 CA1 轴突投射到远端下托（subiculum），并且近端 CA1 和远端下托也与内侧内嗅皮层形成相互连接。在外侧环路中，远端 CA1 轴突投射到近端下托，远端 CA1 和近端下托与外侧内嗅皮层形成相互连接。

 II 型跨膜蛋白 Teneurin-3 (Ten3) 在内侧海马环路的所有互连区域均具有匹配的表达。近端 CA1 和远端下托中都需要 Ten3 来选择近端 CA1→远端下托的轴突，它促进非粘附细胞的聚集。这些数据支持同质吸引机制，Ten3 通过该机制调节内侧海马环路中的目标选择。目前尚不清楚外侧海马环路中是否存在匹配的基因表达以及这如何有助于海马环路组装。

该研究发现在小鼠体内，内侧和外侧海马环路中细胞表面分子teneurin-3 (Ten3) 和latrophilin-2 (Lphn2) 的互补表达分别指导CA1 到下托（subiculum）连接的精确环路组装。

在内侧环路中，表达 Ten3 的 (Ten3+) CA1 轴突被衍生的 Lphn2 排斥，这表明 Lphn2 和 Ten3 介导的异嗜性排斥和 Ten3 介导的嗜同性吸引力共同控制 CA1 轴突的精确目标选择。在横向网络中，表达 Lphn2（Lphn2+）的 CA1 轴突通过来自 Ten3+ 靶标的排斥而被限制在 Lphn2+ 靶标上。

总之，该研究结果表明并行海马环路的组装遵循由相互排斥指示的“Ten3→Ten3，Lphn2→Lphn2”规则。随着在各种连接中的重复使用与多功能性相结合，其中单个蛋白质既作为受体又作为配体，有限数量的细胞表面分子可以指定哺乳动物大脑中的多样性连接。

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