2025年3月13日韩国脑科学研究所Hyungju Park团队在Nature Communications杂志上发表文章揭示了纹状体星形胶质细胞兴奋性突触的吞噬作用具有环路特异性。

1、纹状体星形胶质细胞选择性吞噬兴奋性突触

研究人员通过基因工具小鼠结合病毒工具特异性双敲除星形胶质细胞MEGF10和MERTK后(简称DAPS小鼠），电生理检测成年DAPS小鼠背侧纹状体区域中型多棘神经元膜特性和自发性抑制性突触后电流并没有发生变化，但自发性兴奋性突触后电流频率显著增加。免疫荧光实验发现DAPS小鼠背侧纹状体区域兴奋性突触前结构标志物增多，兴奋性突触后结构标志物并未出现增多，抑制性突触后结构标志物数量未出现显著变化。

图1、纹状体星形胶质细胞选择性吞噬兴奋性突触

2、纹状体星形胶质细胞选择性吞噬皮层-纹状体环路兴奋性突触

背侧纹状体可接受来自于皮层、丘脑的兴奋性输入。根据囊泡型谷氨酸转运蛋白不同亚型在大脑中分布不同（VGLUT1主要分布在皮层，VGLUT2主要分布在丘脑和脑干区域），因此VGLUT1大致可标记皮层兴奋性输入，VGLUT2标记丘脑兴奋性输入。DAPS小鼠背侧纹状体区域VGLUT1阳性兴奋性突触数量显著增多，VGLUT2阳性兴奋性突触数量未见显著变化。使用病毒示踪剂特异性标记皮层、丘脑的兴奋性输入后，DAPS小鼠星形胶质细胞对皮层兴奋性输入吞噬比例减少，对丘脑的兴奋性输入并不存在变化。进一步电生理实验发现光激活皮层兴奋性输入引起的兴奋性突触后电流延迟出现，激活丘脑的兴奋性输入不存在类似的延迟。

图2、纹状体星形胶质细胞选择性吞噬皮层-纹状体环路兴奋性突触

3、纹状体星形胶质细胞吞噬作用参与学习记忆功能

上述结果表明纹状体星形胶质细胞可特异性吞噬兴奋性突触，这可能影响突触可塑性。为证实这种可能性，研究人员通过TBS方案可成功诱导DAPS小鼠纹状体区域丘脑兴奋性输入的长时程增强作用，但不能诱导皮层兴奋性输入的长时程增强作用。在转棒学习过程中，DAPS小鼠在早期训练过程中出现显著的运动学习功能障碍，但在后期训练并未出现。在顺序学习任务中DAPS小鼠在早期训练过程中出现显著的学习记忆功能障碍，但在后期训练并未出现。

图3、纹状体星形胶质细胞吞噬作用参与学习记忆功能

4、总结

本文发现纹状体星形胶质细胞选择性吞噬皮层-纹状体环路兴奋性突触，对于维持学习记忆功能是必需的。

创作声明：本文是在原英文文献基础上进行解读，存在观点偏向性，仅作分享，请参考原文深入学习

文献参考：CKim, Jy., Kim, H., Chung, WS. et al. Selective regulation of corticostriatal synapses by astrocytic phagocytosis. Nat Commun 16, 2504 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-57577-0