《Current Research in Neurobiology》：Regulation of perisomatic synapses from cholecystokinin basket interneurons through NrCAM and Ankyrin B
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為探究皮質網絡中興奮性和抑制性（E/I）連接平衡的建立機制，研究人員開展了關于 NrCAM 和 Ankyrin B（AnkB）對 CCK 籃狀中間神經元（CCK-BCs）與錐體神經元（PNs）間突觸聯系調控的研究，發現二者促進相關突觸形成，這對理解神經發育機制意義重大。
在大腦這個神秘的 “宇宙” 中，神經元之間的連接如同星系中的繁星交織，構建起復雜而精妙的網絡。其中，興奮性和抑制性（E/I）連接的平衡至關重要，一旦失衡，就可能引發如自閉癥譜系障礙（ASD）等神經發育疾病。錐體神經元（PNs）作為大腦皮質的主要興奮性細胞，其放電活動受到多種因素的精細調控，尤其是來自膽囊收縮素（CCK）和小白蛋白（PV）表達的籃狀細胞（BCs）的 GABA 能輸入。然而，CCK-BCs 與 PNs 之間突觸聯系的建立機制卻如同隱藏在迷霧中的寶藏，一直未被完全揭示。
為了揭開這層神秘的面紗，美國北卡羅來納大學的研究人員踏上了探索之旅。他們聚焦于神經元 - 神經膠質相關細胞黏附分子（NrCAM）和錨蛋白 B（Ankyrin B，AnkB），深入研究其在 CCK-BCs 與 PNs 突觸連接中的作用。研究成果發表在《Current Research in Neurobiology》上，為神經科學領域帶來了新的曙光。
研究人員采用了多種關鍵技術方法。首先，利用基因工程技術構建了多種基因編輯小鼠模型，如 NrCAM 基因敲除小鼠、Nex1Cre - ERT2:Ank2flox/flox:EGFP 條件性突變小鼠以及 Sncg-IRES-FlpO:tdT 報告基因小鼠。其次，運用免疫熒光染色技術，結合多種特異性抗體，對不同細胞和突觸相關蛋白進行標記。最后，借助共聚焦顯微鏡成像和圖像分析技術，對標記的樣本進行觀察和定量分析，從而獲取關鍵數據。
在研究結果方面：
- NrCAM 缺失影響 CCK-BC 與 PNs 的突觸聯系：通過對成年野生型（WT）和 NrCAM 基因敲除小鼠內側前額葉皮質（mPFC）的研究發現，免疫熒光染色顯示，NrCAM 基因敲除小鼠中，CCK-BC 突觸小泡谷氨酸轉運體 3（VGLUT3）或囊泡 GABA 轉運體（VGAT）標記的突觸 puncta 在 PNs 胞體上的數量顯著減少。同時，使用 N - 末端 EF - 手型鈣結合蛋白 - 1（NECAB1）標記 CCK-BC 胞體，發現 NrCAM 缺失并未導致 CCK-BCs 數量減少，這表明突觸 puncta 的減少并非源于細胞丟失。
- NrCAM 對 PV-BC 與 PNs 的突觸聯系無顯著影響：研究人員進一步探究 NrCAM 對 PV-BC 與 PNs 突觸聯系的影響。以突觸結合蛋白 - 2b（Syt2b）作為 PV-BC 終末的選擇性標記物，對 WT 和 NrCAM 基因敲除小鼠 mPFC 進行染色和定量分析，結果顯示二者的 Syt2b + 突觸 puncta 密度無顯著差異。此外，分析 CCK-BCs 與 PV-BCs 之間的聯系時發現，NrCAM 缺失對 VGLUT3 + puncta 在 PV-BC 胞體上的數量也無顯著影響。
- AnkB 參與 CCK-BC 對 PNs 胞體的靶向作用：利用 Nex1Cre - ERT2:Ank2flox/flox:EGFP 突變小鼠，研究人員發現，在 P10 - P13 使用他莫昔芬（TMX）誘導刪除 PNs 中的 Ank2 基因后，與 WT 小鼠相比，VGLUT3 標記的突觸 puncta 在 EGFP + PNs 胞體上的數量明顯減少，且 CCK-BCs 數量未發生變化。同時，AnkB 缺失對 Syt2B + PV-BC puncta 在 EGFP + PNs 胞體上的密度無影響。此外，研究還發現 mPFC 中大部分（88%）VGLUT3 + puncta 共表達 VGAT。
- CCK-BC 報告基因小鼠的特征：研究人員構建了 Sncg-IRES-FlpO:tdT 報告基因小鼠，該小鼠在 mPFC 的 II/III 層等區域有 tdTomato（tdT）標記的細胞表達，且 tdT 表達在 P34 - P42 和 P34 - P60 顯著增加，P42 - P60 變化不大。通過雙免疫染色發現，部分（~36%）mCherry + 神經元共表達 NECAB1，且 PV + 神經元不表達 dsRed，表明該報告基因小鼠可特異性標記 VGLUT3 + CCK-BCs。
- NrCAM 在相關細胞中的表達：研究顯示，在發育階段（~P21），NrCAM 定位在 Nex1Cre - ERT2:Ank2+/+:EGFP 小鼠 mPFC 的 EGFP + PNs 上，也表達在 Sncg-IRES-FlpO:tdT 小鼠的 tdT + CCK-BCs 上。此外，NrCAM 還在 mPFC 的 GFAP + 星形膠質細胞和部分 PV-BCs 中表達。
綜合研究結論和討論部分，這項研究意義重大。它首次明確了 NrCAM 和 AnkB 在調控 VGLUT3 表達的 CCK-BCs 與 PNs 胞體之間突觸聯系中的關鍵作用。NrCAM 和 AnkB 的缺失會導致 CCK-BC 與 PNs 之間的突觸連接減少，這可能影響關鍵的皮質網絡，進而導致如社交能力、逆向學習和成癮易感性等行為缺陷，這些在 NrCAM 突變小鼠中已有體現。鑒于 CCK-BCs 具有介導興奮性或抑制性傳遞的獨特性質，NrCAM 的缺失可能在不同的谷氨酸能狀態下對 mPFC 電路功能產生差異影響。同時，研究還發現 NrCAM 和 AnkB 的缺陷可能通過減少 CCK-BCs 與主要興奮性神經元之間的連接，導致 E/I 失衡，這與 ASD 中皮質微電路的異常有關，為理解神經發育疾病的發病機制提供了新的視角，也為后續相關研究奠定了堅實基礎。
