大麻素影响斑马鱼大脑皮层的突触活动及成年神经发生过程

《Journal of Neurochemistry》：Cannabinoids Shape Synaptic Activity and Adult Neurogenesis in the Zebrafish Pallium

内源性大麻素系统调控斑马鱼顶叶皮层突触活动及神经发生的作用机制研究。通过电生理记录和单细胞mRNA分析发现CB1R在Dm/Dl区域散在表达于谷氨酸能神经元，急性拮抗剂应用降低突触后电流频率，长期处理减少神经干细胞增殖，且拮抗剂可逆转新生神经元数量增加。该研究揭示大麻素系统通过维持基底突触活动调控成人神经发生的保守机制。

　　

摘要

内源性大麻素系统调节神经元的活动性和可塑性，但其在非哺乳动物脊椎动物中的作用仍不明确。在斑马鱼（Danio rerio）中，大脑皮层（pallium）负责处理记忆、学习和情绪行为等认知功能。该区域表达大麻素受体，并通过成年神经发生（adult neurogenesis）持续进行神经元重塑。本研究探讨了大麻素受体1型（CB1R）是否调节斑马鱼大脑皮层回路中的突触活动及成年神经发生。通过免疫荧光和单细胞mRNA分析，我们发现CB1R主要分布在背内侧（Dm）和背外侧（Dl）区域，主要存在于谷氨酸能神经元中。电生理实验表明，急性给予CB1R拮抗剂利莫那班（rimonabant）会降低自发性兴奋性突触后电流（sEPSCs）的频率，而不改变神经元的内在特性或其他突触功能，这表明CB1R在调节突触传递中起持续性的作用。此外，长期（13天）使用利莫那班显著降低了ERK磷酸化水平（ERK磷酸化是神经元活动的标志物），进一步支持CB1R在维持大脑皮层基础突触活动中的作用。为了评估大麻素信号传导是否影响成年神经发生，我们分析了神经干细胞（NSCs）的增殖情况以及成年后新生神经元的成熟过程。急性暴露于植物大麻素会抑制NSCs的增殖，尤其是在背内侧区域。为观察其对神经发生的影响，我们在神经元成熟期（BrdU标记后12–24天）给予大麻素处理。结果显示，25天大的神经元（BrdU⁺, HuC/D⁺）数量在Dm和Dl区域均有所增加，而这种效应可被CB1R拮抗剂利莫那班逆转。这些结果表明，大麻素信号传导能够调节突触活动和神经元整合，揭示了内源性大麻素系统在脊椎动物中调控神经发生过程的普遍性。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。