Science: 更喜欢哪只眼睛的视觉输入？星形胶质细胞可改变这种视觉优势
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视觉信息最初从视网膜通过外侧膝状核 (LGN) 传递到初级视觉皮层 (V1) 。 事实上两个眼球在观察外界物体时并不是那么平均的 ， 人类更喜欢接受一只眼睛的视觉输入 ， 这称为ocular dominance（视觉优势） 。
这就类似于有的人喜欢用右手 ， 有的人喜欢用左手 。 约三分之二的人拥有右眼优势 ， 其余三分之一的人拥有左眼优势 。
出生后第一周为小鼠的发育关键期 ， 在这个时间内突触大量形成 ， 神经连接得到广泛建立 。 这种发育关键期的异常大多数是有害的 ， 引起神经发育疾病 。
2021年7月9日巴黎文理研究大学Nathalie Rouach研究团队揭示了星形胶质细胞关闭视觉发育可塑性的关键分子Cx30 。
单眼剥夺实验可引起视觉优势的可塑性 ， 视觉神经环路的重塑偏好于依然睁开眼睛的那一侧 。 初级视觉皮层一直以来作为研究经验依赖的突触可塑性的经典模型系统 。
研究人员将出生后第1天的未成熟星形胶质细胞离体培养十天后移植到成年小鼠（3月龄）的初级视觉皮层中 。
他们发现移植未成熟星形胶质细胞后能够增强剥夺单侧眼球的视觉优势的可塑性 ， 移植成年星形胶质细胞并不会引起这种变化 。 表明这些未成熟的星形胶质细胞可以重启已经关闭了的视觉优势可塑性 。
那么未成熟和成熟的星形胶质细胞之间到底有什么区别？通过单细胞测序技术比对出生后第7天和第30天星形胶质细胞的基因表达差异 ， 发现编码星形胶质细胞间隙连接通道亚基连接蛋白 30 (Cx30)的基因Gjb6表达变化最为显著 。
免疫荧光发现Cx30富集表达在初级视觉皮层中 。 然而成年小鼠在经历连续4天黑暗后 ， 初级视觉皮层的Cx30蛋白水平明显降低 ， 视觉优势可塑性发生变化 。
在正常情况下 ， 小鼠视觉优势可塑性在P28天达到顶峰 ， 随后逐渐弱化 。 但是在特异性敲除星形胶质细胞上的Cx30后 ， 上述可塑性在P50天达到顶峰 。
此外 ， 正常小鼠在经历单眼剥夺后视觉优势可塑性增强 ， 但在敲除Cx30后 ， 单眼剥夺后视觉优势可塑性却减弱 。
正常成熟星形胶质细胞移植并不会影响视觉优势可塑性的变化 ， 但移植敲除Cx30后成熟星形胶质细胞也能重新开启视觉优势的可塑性 。
之前研究表明视觉皮层发育关键期的时间进程是由控制兴奋抑制 (E/I) 平衡的局部抑制环路的成熟决定的 。
他们发现在敲除Cx30后自发兴奋性和抑制性突触后电流均降低 ， 抑制性突触后电流降低更为明显 。 这就表明星形胶质细胞通过Cx30促进抑制性环路调控发育关键期的时间进程 。
总的来说 ， 本文揭示了星形胶质细胞通过Cx30 的信号通路促进抑制性神经环路的成熟调控视觉发育的关键期 。
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