记忆主要包括巩固、储存、提取过程。学习记忆过程中被激活的神经元群是记忆回忆关键的事件，这类被激活的神经元群称为印迹细胞。海马突触可塑性是学习记忆的核心机制。星形胶质细胞通过释放神经递质调控海马的神经环路和记忆相关的行为。2024年11月6日贝勒医学院Benjamin Deneen研究团队在Nature杂志上发表文章揭示学习过程中海马激活的星形胶质细胞群调控记忆回忆过程。研究人员通过化学遗传学激活海马CA1和DG区神经元后可激活部分邻近的星形胶质细胞。条件性恐惧训练后1.5小时海马DG区和CA1区星形胶质细胞激活最为显著，随后逐渐降低，表明海马神经元活性可激活星形胶质细胞，这类星形胶质细胞群被称为学习相关的星形胶质细胞群（learning-associated astrocyte ，LAA)。通过病毒工具特异性敲低星形胶质细胞c-Fos后可降低海马长时程增强作用，在恐惧训练中表现出学习记忆障碍，在新物体认知实验中表现出认知障碍。进一步通过基因工具小鼠 Aldh1l1-CreER和Rosa-CAG-FSF-tdTomato报告小鼠结合病毒工具特异性标记LAA，发现在恐惧训练后海马DG和CA1脑区LAA数量增多。利用钙离子指示剂发现恐惧训练后海马DG和CA1脑区LAA钙离子信号显著增加。利用Fos–FlpER系统同时标记激活的神经元和LAA，在经历恐惧训练后未激活的星形胶质细胞可包裹在激活的神经元周围，而LAA的这一包裹比例更多。恐惧学习增加印迹神经元之间的突触数量，不改变非印迹神经元之间的突触数量，LAA靠近这些突触的数量更多。慢性激活LAA后引起海马长时程增强作用，也能增强印迹细胞细胞的兴奋性突触后电流，这些结果表明LAA可直接调控印迹细胞活性。图2、慢性激活LAA增强印记细胞的兴奋性突触后电流
上述结果表明LAA调控海马突触可塑性和印迹细胞活性，因此可能参与调控学习记忆过程。为验证这一可能性，他们将小鼠放在A环境接受恐惧训练，随后发现第3天和第7天分别在B环境中重激活海马LAA后均可显著增加小鼠的僵直率，在恐惧训练21天后激活LAA仍能引起恐惧记忆。然而，恐惧训练后慢性激活海马星形胶质细胞(包括LAA和非LAA)并不会引起恐惧记忆，表明LAA调控记忆回忆过程。为进一步探究LAA的分子机制，对恐惧训练激活的LAA进行单细胞测序，发现LAA差异性表达的基因主要与突触相关，核因子I-A (NFIA) DNA结合序列富集表达在LAA差异性上调表达的基因中。在恐惧训练后利用病毒工具特异性敲除海马LAA上的NFIA后可降低恐惧训练过程中的僵直率，但不引起认知障碍。恐惧训练后重激活海马印迹细胞群后可增强小鼠的记忆回忆能力，敲除星形胶质细胞NFIA后并不影响这种增强作用。本文利用基因工具小鼠和病毒工具标记学习激活的星形胶质细胞群，发现这类星形胶质细胞群可调控海马突触可塑性和印迹细胞活性，参与记忆回忆过程。
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【参考文献】
https://doi.org/10.1038/s41586-024-08170-w
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