编者按
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记忆持久性是指导行为的基本认知过程，被认为主要依赖于神经元和突触可塑性。星形胶质细胞是否以及如何促进记忆持久性在很大程度上是未知的。2021年11月15日，陆军军医大学谌小维及德国慕尼黑工业大学Arthur Konnerth共同通讯在Nature Neuroscience 在线发表题为“Fear learning induces α7-nicotinic acetylcholine receptor-mediated astrocytic responsiveness that is required for memory persistence”的研究论文，该研究通过在头部固定小鼠中使用双光子 Ca2+ 成像和在自由移动小鼠中使用纤维光度法，表明厌恶的感觉刺激激活了听觉皮层星形胶质细胞亚群中的 α7-烟碱乙酰胆碱受体 (nAChRs)。该研究证明恐惧学习导致这些星形胶质细胞中声音诱发的 Ca2+ 瞬变的从头诱导。星形胶质细胞的反应性与恐惧记忆一起持续了数天，并在经历了习得性冰冻行为灭绝的动物中消失了。星形胶质细胞中α7-nAChRs的条件性基因缺失显著损害了恐惧记忆的持久性。总之，该研究发现学习获得性、α7-nAChR 依赖性星形胶质细胞反应性是记忆持久性基础细胞基质的组成部分。
记忆持久性或记忆是指将信息永久存储在大脑中并对其进行分类的系统过程，以便可以根据请求进行检索。这种基本的认知过程在指导对生存至关重要的行为方面起着核心作用，并且经常在神经系统疾病（如阿尔茨海默病或创伤性脑损伤）中受损。以前的研究广泛关注神经元在记忆持久性中的作用。有人提出记忆持久性涉及编码中存在的神经元活动模式的重播。为了增加特定活动模式稍后重新出现的可能性，记忆持久性需要加强或削弱参与神经元集合内的突触连接。因此，任何可以改变特定神经元网络突触连接强度的因素都可能影响记忆持久性。越来越多的实验证据表明，神经胶质细胞是突触功能和可塑性的重要调节器 。星形胶质细胞是一类主要的神经胶质细胞，通过细胞内 Ca2+ 瞬变响应神经元活动，然后释放神经胶质递质，进而改变突触连接。这种相互的神经元-星形胶质细胞相互作用导致了“三方突触”的概念，其中星形胶质细胞被认为是突触处理的积极参与者。恐惧学习训练可诱导星形胶质细胞产生钙信号（图源自Nature Neuroscience ）星形胶质细胞表达不同类型的神经递质受体，包括去甲肾上腺素能、谷氨酸能和胆碱能受体。通过这些受体，中枢神经系统中的星形胶质细胞对各种感觉刺激做出反应，包括气味、光、声音、触觉和疼痛。这些星形胶质细胞信号不仅调节突触形成、传递和可塑性，而且还调节神经元群活动的同步。因此，通过外部感觉刺激期间神经元活动的多尺度调节，星形胶质细胞处于促进记忆形成和持久性的理想位置。事实上，星形胶质细胞已被反复证明参与体外和体内的神经元可塑性。此外，越来越多的研究揭示了星形胶质细胞对体内正常记忆功能的必要性。这些研究表明，干扰星形胶质细胞活动会导致记忆障碍。此外，最近的研究表明，将人类星形胶质细胞添加到小鼠大脑中或人工激活星形胶质细胞可导致记忆力增强。然而，在信息获取和存储过程中，与记忆相关的星形胶质细胞活动是否以及如何发生变化尚不清楚，因为在体内识别功能定义的星形胶质细胞和监测它们在不同学习阶段的行为活动很困难。恐惧记忆可以在整个一生中保持完整。最近的研究表明，星形胶质细胞有助于恐惧记忆获得和巩固的初始阶段。通过海马 CA1 区域的化学遗传操作人工激活星形胶质细胞可以增强恐惧记忆的获得，但可能会减少中央杏仁核内侧细分中的恐惧表达。此外，在听觉皮层中，恐惧学习已被证明涉及神经元可塑性 并依赖于 α7-nAchR 介导的去抑制神经元回路激活的募集。然而，尚不清楚听觉皮层中的星形胶质细胞是否参与了恐惧记忆的形成和持续过程。该研究通过在头部固定小鼠中使用双光子 Ca2+ 成像和在自由移动小鼠中使用纤维光度法，表明厌恶的感觉刺激激活了听觉皮层星形胶质细胞亚群中的 α7-烟碱乙酰胆碱受体 (nAChRs)。该研究证明恐惧学习导致这些星形胶质细胞中声音诱发的 Ca2+ 瞬变的从头诱导。星形胶质细胞的反应性与恐惧记忆一起持续了数天，并在经历了习得性冰冻行为灭绝的动物中消失了。星形胶质细胞中α7-nAChRs的条件性基因缺失显著损害了恐惧记忆的持久性。总之，该研究发现学习获得性、α7-nAChR 依赖性星形胶质细胞反应性是记忆持久性基础细胞基质的组成部分。该工作第一作者为陆军军医大学张宽，最后通讯作者为陆军军医大学谌小维，共同第一和共同通讯作者分别为德国慕尼黑工业大学Rita Förster和Arthur Konnerth。合作团队还包括：重庆大学医学院神经智能研究所廖祥组，复旦大学基础医学院秦松组，空军军医大学基础医学院陈涛组，苏黎世大学苏黎世神经科学中心Bruno Weber组，广西大学脑与智能研究中心等；此工作得到国家重点研发计划(青年科学家项目)，国家自然科学基金，国家留学基金委，重庆市科技局，欧洲研究理事会基金，德国科学基金会资助。https://www.nature.com/articles/s41593-021-00949-8
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