文獻(xiàn)解讀：星形膠質(zhì)細(xì)胞GPR30在雌性小鼠學(xué)習(xí)記憶中的關(guān)鍵作用

注：A1表型星形膠質(zhì)細(xì)胞中上調(diào)的基因會(huì)破壞突觸，因此A1表型星形膠質(zhì)細(xì)胞被認(rèn)為是有害的；相反，在A2表型星形膠質(zhì)細(xì)胞中上調(diào)的基因包括許多具有保護(hù)作用的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子。
 

（星形膠質(zhì)細(xì)胞形態(tài)的改變提示其生理活動(dòng)的變化，作者在條件恐懼測(cè)試的訓(xùn)練階段檢測(cè)了小鼠海馬CA1區(qū)星形膠質(zhì)細(xì)胞的Ca²⁺信號(hào)，AG-KO雌性小鼠在受到足底電擊后的Ca²⁺信號(hào)強(qiáng)度明顯低于對(duì)照組，表明其功能受損。該實(shí)驗(yàn)作者采用了瑞沃德公司生產(chǎn)的光纖記錄系統(tǒng)）

為了進(jìn)一步闡明GPR30在星形膠質(zhì)細(xì)胞功能中發(fā)揮作用的信號(hào)通路，作者利用高通量RNA-Seq對(duì)Δ3102, AG-KO和NG-KO雌性小鼠的海馬組織進(jìn)行了檢測(cè)，一共鑒定出19個(gè)星形膠質(zhì)細(xì)胞特有的差異表達(dá)基因。

其中作者重點(diǎn)研究了PJA1（一種E3泛素連接酶，與神經(jīng)發(fā)育障礙有關(guān)），它在Δ3102和AG-KO小鼠中均顯著且穩(wěn)定地下調(diào)。在GPR30急性敲除的雌性小鼠海馬中，過表達(dá)PJA1能夠恢復(fù)星形膠質(zhì)細(xì)胞細(xì)胞形態(tài)，促進(jìn)星形膠質(zhì)細(xì)胞由A1向A2表型轉(zhuǎn)變，并且降低促炎細(xì)胞因子的水平，提示PJA1在雌性小鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞GPR30調(diào)控學(xué)習(xí)記憶的功能中起關(guān)鍵作用。

作者進(jìn)一步在體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中證實(shí)，GPR30能夠通過CREB信號(hào)通路來正向調(diào)節(jié)星形膠質(zhì)細(xì)胞中PJA1的表達(dá)，而PJA1則能夠與下游的神經(jīng)炎癥相關(guān)分子Serpina3n（與認(rèn)知密切相關(guān)）結(jié)合并對(duì)其進(jìn)行降解。隨后作者通過對(duì)GPR30敲除的轉(zhuǎn)基因雌性小鼠海馬組織進(jìn)行檢測(cè)，觀察到GPR30和PJA1能夠負(fù)向調(diào)節(jié)Serpina3n的水平，并且進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)在GPR30急性敲除的雌性小鼠海馬中敲低Serpina3n能夠挽救星形膠質(zhì)細(xì)胞形態(tài)、促進(jìn)星形膠質(zhì)細(xì)胞由A1向A2表型轉(zhuǎn)變，并恢復(fù)動(dòng)物的學(xué)習(xí)和記憶功能。

這些結(jié)果表明PJA1介導(dǎo)的Serpina3n降解受損會(huì)導(dǎo)致星形膠質(zhì)細(xì)胞活化和促炎細(xì)胞因子釋放，從而損害雌性小鼠的突觸可塑性，影響學(xué)習(xí)和記憶。

此外，作者還檢測(cè)到絕經(jīng)后女性血液外泌體中GPR30和PJA1的mRNA水平降低，而血漿中Serpina3n的水平升高。上述結(jié)果表明星形膠質(zhì)細(xì)胞GPR30/PJA1/ Serpina3n信號(hào)通路在絕經(jīng)期學(xué)習(xí)和記憶減退中起重要作用。