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炎性病变引发的脑白质功能异常及认知障碍,与CX3CR1介导的小胶质细胞-郎飞氏节接触互动及神经纤维传导功能变化相关

 

Authors Shi X, Zhang J, Zhao H, Yang X, Gao F

Received 1 February 2025

Accepted for publication 16 June 2025

Published 26 June 2025 Volume 2025:18 Pages 8477—8492

DOI https://doi.org/10.2147/JIR.S513429

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Editor who approved publication: Dr Adam Bachstetter

  

背景:已知CX3CR1CCR2基因缺失造成的小胶质细胞-神经元功能互动障碍导致的海马突触重塑异常可影响认知功能。近年人们发现脑白质的小胶质细胞伪足和郎飞氏节有接触互动。我们设想系统炎性病变引发的脑白质损伤及相关认知障碍,与小胶质细胞-郎飞氏节异常接触互动有关。

方法:新物体识别和Y迷宫实验用来检验认知功能,神经纤维复合动作电位记录用来检测胼胝体神经纤维传导功能,免疫组化染色用于观测小胶质细胞激活状态,循环免疫细胞的浸润程度,及小胶质细胞-郎飞氏节接触频率变化。给正常小鼠和CX3CR1 CCR2基因敲除的小鼠注射无菌盐水或格兰仕阴性菌内毒素,收集相关实验数据做统计学对比。

结果:CX3CR1基因缺失显著性地降低了动物探索新物体和新通道的正确率,减少了小胶质细胞-郎飞氏节的接触数目,使胼胝体神经纤维动作电位传导出现异常。CX3CR1 CCR2基因缺失,都能使小胶质细胞标记区域比率减少,反映胼胝体区小胶质细胞数量减少。将注射盐水和内毒素动物的数据做统计学比较,观察到在CX3CR1有表达的小鼠,内毒素显著增加了小胶质细胞标记区域比率和循环免疫细胞浸润数目,但降低了动物探索新物体和新通道的正确率和小胶质细胞-郎飞氏节的接触率,同时神经纤维复合动作电位幅值也呈现降低趋势。而CX3CR1敲除却能反转上述炎性损伤状况。

结论:看来正常情况下,CX3CR1参与了维持小胶质细胞-郎飞氏节的正常接触互动,使白质神经纤维传导正常,也辅助保持了正常认知功能。然而在内毒素造成系统炎性病变时,CX3CR1又积极主导了神经炎性反应,参与了小胶质细胞的激活、循环免疫细胞的浸润、扰乱小胶质细胞-郎飞氏节的正常接触互动和削弱神经纤维的传导性能,进而影响了正常的认知行为。