經典瞬時受體電位( Transient Receptor Potential Canonical ，TRPC)通道蛋白是具有Ca²⁺通透性的非選擇性陽離子膜通道，其家族成員（TRPC1-TRPC7）在哺乳動物海馬區高度表達，對神經元的功能分別產生獨立或協同的影響，越來越多的證據表明TRPC通道蛋白參與認知功能。

神經炎癥可引發認知障礙，小膠質細胞分泌的抗炎細胞因子IL-10在神經炎癥的病理過程中發揮關鍵作用，可減輕神經炎癥對記憶和可塑性造成的不良影響。炎癥小體Nod樣受體蛋白3 (NLRP3)參與多種神經性疾病認知障礙，近年來有數據表明NLRP3可以作為改善患者記憶障礙的靶點。

本研究著重探究了小膠質細胞分泌的IL-10對動物認知和行為能力的影響，并探討了TRPC和NLRP3在這一過程中的作用。

首先，本研究構建了小膠質細胞IL-10特異性敲除小鼠，物體位置識別(OLR)和Morris水迷宮(MWM)測試發現Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠存在空間記憶缺陷，通過WB和免疫熒光進一步檢測證實其海馬區TRPC4和TRPC5以及突觸蛋白（PSD95和突觸素）表達降低。同時，IL-10的缺失造成了炎癥反應的增強，并證實NLRP3炎癥小體參與了這一過程。接著，研究者發現Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠興奮性神經元TRPC5的下調影響了學習和記憶能力。利用AAV9-CaMKIIα-TRPC5上調海馬區興奮性神經元的TRPC5，明顯改善了Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠的記憶性能，并且該過程與TRPC5抑制NLRP3相關的神經炎癥有關。

1. Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠學習和記憶能力受損，并伴有海馬區TRPC4、5和突觸蛋白的表達降低

首先，研究人員構建了小膠質細胞IL-10敲除小鼠Cx3cr1^CreERIL-10^-/-，并對Cx3cr1^CreERIL-10^-/-及其同窩小鼠進行了NOR、LOR以及Morris水迷宮(MWM)測試，發現Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠學習和記憶能力受損。

由于空間學習在很大程度上依賴于海馬區活動，研究人員使用RT-PCR檢測了TRPC在海馬區的表達，發現TRPC1、3、4、5的mRNA水平均降低。使用WB和免疫熒光檢測進一步發現TRPC4、5的蛋白水平下調。

圖1. Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠海馬區TRPC4和TRPC5表達降低

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海馬突觸蛋白是空間學習和記憶的結構基礎之一，因此研究人員檢測了谷氨酸受體NR2A和NR2B、突觸后密度蛋白95 (PSD95)和突觸素（突觸囊泡膜上的一種特異性蛋白質，可作為突觸密度的有效標記物）在海馬區中的表達。WB結果顯示，PSD95和突觸素的表達均降低，免疫熒光結果與此一致。高爾基染色顯示，Cx3cr1 ^CreER IL-10^?/?小鼠海馬區根尖樹突和基底樹突數量顯著減少。上述結果提示小膠質細胞分泌的IL-10可能通過某種潛在機制參與突觸蛋白的合成，從而影響Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠的空間學習和記憶能力。

圖2. Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠突觸蛋白減少

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2. Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠海馬區炎癥反應增強

為探究小膠質細胞中IL-10水平的變化是否影響體內炎癥，研究者檢測了膠質細胞標志物Iba1和GFAP的表達水平，結果發現Iba1和GFAP蛋白表達均增加，表明Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠行為改變可能與炎癥激活有關。研究人員進一步研究了炎癥小體NLRP3通路在海馬中的表達，發現該通路組分NLRP3、caspase-1、IL-1β 和IL-18的蛋白水平在Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠中顯著增加。此外，NLRP3和Iba1的免疫熒光共定位結果顯示NLRP3的增加并不僅僅發生在小膠質細胞中。

圖3. Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠海馬區炎癥反應增強

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3. 上調興奮性神經元TRPC5的表達可改善Cx3cr1