记忆研究新发现:利用组织透明化技术在海马体发现新的非锥体兴奋性神经元!
138 人阅读发布时间:2025-04-11 17:32
在神经科学领域,海马体一直被视为空间记忆和非空间记忆的关键脑区。然而,关于海马体内部是否存在特定的神经元亚型来分别处理这些记忆类型,一直是研究的热点问题。
近期,加拿大不列颠哥伦比亚大学的研究团队在《Nature Communications》上发表了一项突破性的研究,揭示了一种非典型海马兴奋性神经元——卵圆形神经元(ovoid neurons)的存在及其功能特性。
该研究利用组织透明化技术,结合单细胞RNA测序、神经环路示踪、电生理、钙成像和光遗传等多种技术手段,发现卵圆形神经元在基因表达、形态学、电生理特性以及功能连接上与传统锥体神经元存在显著差异,并且在非空间性记忆(如物体记忆)中发挥关键作用,而与空间记忆无关。
通过单细胞RNA测序,分析1949个单细胞转录组数据,识别出一个稀疏且突出的神经元亚型,研究发现:表达Ly6g6e基因的卵圆形神经元位于海马下托的最深层区域,其细胞体较小且呈卵圆形,在形态学和基因表达上与锥体神经元显著不同。
利用病毒示踪结合组织透明化三维成像技术来探究卵圆形神经元的投射模式,研究发现卵圆形神经元主要投射到丘脑前核(ATN),这种长程投射与锥体神经元的投射模式截然不同,其树突结构也与锥体神经元不同。
全细胞记录结果显示,卵圆形神经元表现出更高的输入电阻,以及规则的放电特性,其独特的形态结构可能具有更高的内在兴奋性。
钙成像结果表明,卵圆形神经元在遇到新物体时表现出持续的活动,而在遇到熟悉物体时则没有反应。
光遗传实验发现,抑制卵圆形神经元会损害非空间物体记忆的编码,但对空间记忆无影响;而激活卵圆形神经元则会诱导动物对熟悉物体的偏好,即使这些物体是数月前遇到的。
总结:该研究揭示了海马体下托的卵圆形神经元具有独特的结构和功能,以及在物体记忆中的关键作用。这些发现不仅为理解海马体在记忆处理中的复杂机制提供了新的视角,还为为研究海马相关的神经系统疾病(如阿尔茨海默病)提供了新的靶点。