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撰文丨兮

責(zé)編丨迦溆

基于無數(shù)神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域研究者的不斷努力和越來越多的研究表明，血管在神經(jīng)活性方面發(fā)揮了舉足輕重的作用。2001年美國(guó)國(guó)家神經(jīng)疾病和中風(fēng)研究所的一次會(huì)議（SPRG）中正式提出神經(jīng)血管單元（Neurovascular Unit, NVU）這一概念【1】。

圖：為NVU做出貢獻(xiàn)的先驅(qū)

之后，神經(jīng)血管單元變成了神經(jīng)科學(xué)中的一個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域。這些研究揭示了神經(jīng)元的工作是一個(gè)多維的、高度協(xié)調(diào)的過程，需要多種細(xì)胞的參與并連接不同的信號(hào)通路。例如血腦屏障可以避免神經(jīng)元受到血液中有害物質(zhì)的損傷。但是血管細(xì)胞是否可以直接與神經(jīng)元溝通并且參與中樞神經(jīng)的功能如認(rèn)知仍不甚清楚。

1月23日，來自浙江大學(xué)的韓峰教授（現(xiàn)任南京醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院院長(zhǎng)）課題組與浙江大學(xué)城市學(xué)院盧應(yīng)梅教授課題組合作在Neuron雜志上發(fā)表了題為Endothelium-Derived Semaphorin 3G Regulates Hippocampal Synaptic Structure and Plasticity via Neuropilin-2/PlexinA4的研究論文，證實(shí)了大腦中血管內(nèi)皮細(xì)胞可以分泌人信號(hào)素Semaphorin 3G（Sema3G）增加神經(jīng)元的突觸密度，參與突觸可塑性和海馬認(rèn)知功能【2】。

在這項(xiàng)研究中，研究者利用公共數(shù)據(jù)【3】篩選出了22個(gè)分泌蛋白，并根據(jù)三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：1）血管內(nèi)皮細(xì)胞中高表達(dá)；2）是一個(gè)分泌蛋白；3）神經(jīng)元有相應(yīng)受體；選擇了Sema3G這一基因；通過建立條件性在內(nèi)皮細(xì)胞中敲除Sema3G的小鼠，發(fā)現(xiàn)Sema3G缺失并不影響血管結(jié)構(gòu)和血腦屏障的功能，但卻損傷了海馬認(rèn)知功能；進(jìn)而發(fā)現(xiàn)其缺失減弱了CA3-CA1神經(jīng)回路、降低了CA1中微小興奮性突觸后電流頻率和樹突棘密度；隨后研究者排除了外周血管內(nèi)皮對(duì)這一損傷的影響。機(jī)制上，研究者證明了Sema3G可以通過突觸后Nrp2/PlexinA4信號(hào)通路以及激活Rac影響興奮性突觸傳遞和密度。

總之，這項(xiàng)研究首次證明了大腦內(nèi)皮細(xì)胞可以通過分泌Sema3G直接調(diào)節(jié)海馬神經(jīng)元突觸可塑性參與大腦認(rèn)知，為進(jìn)一步探索血管神經(jīng)單元及神經(jīng)相關(guān)疾病諸如阿爾茨海默癥提供了新的角度。

參考文獻(xiàn)

【1】Iadecola C. (2017) The Neurovascular Unit Coming of Age: A Journey through Neurovascular Coupling in Health and Disease. Neuron. 2017 Sep 27;96(1):17-42.

【2】Chao Tan, Nan-Nan Lu, Cheng-Kun Wang, ..., Kohji Fukunaga, Ying-Mei Lu, Feng Han. (2019) Endothelium-Derived Semaphorin 3G Regulates Hippocampal Synaptic Structure and Plasticity via Neuropilin-2/PlexinA4. Neuron.

【3】Zhang, Y., Chen, K., Sloan, S.A., Bennett, M.L., Scholze, A.R., O’Keeffe, S., Phatnani, H.P., Guarnieri, P., Caneda, C., Ruderisch, N., et al. (2014). An RNA-sequencing transcriptome and splicing database of glia, neurons, and vascular cells of the cerebral cortex. J. Neurosci. 34, 11929–11947.