在星形胶质细胞中过表达钙结合蛋白S100 beta改变突触可塑性并损害转基因小鼠的空间学习能力。

最近的证据表明，来自星形胶质细胞的缓慢传播的Ca2+波可以调节神经元的功能。因此，改变体内星形胶质细胞的钙过程可能会影响神经元和行为表型。我们之前生成了过表达星形胶质细胞钙结合蛋白S100 beta的转基因小鼠。免疫细胞化学和原位杂交显示海马体和其他脑区的星形胶质细胞中S100 beta的表达升高。海马中的神经元对S100 beta呈阴性。本文分析了来自两个转基因系小鼠的海马电生理和学习特性。正常小鼠和转基因小鼠的海马切片对高频（100 Hz）刺激的反应存在显著差异。转基因小鼠切片的后持续性兴奋性突触后电位（EPSP）整体分布明显向较小值偏移，造成25%的切片出现抑制。改变的海马神经生理伴随海马依赖的学习任务的损害。转基因小鼠在空间版本的莫里斯水迷宫中表现出显著损害，但在非空间任务中的表现正常。探测实验表明，尽管转基因小鼠有显著损害，但也获取了空间信息。结果表明，这种损害并非由于运动功能障碍、视力受损或转基因小鼠的动力不足，与可能的海马机制相符。我们得出结论，星形胶质细胞中S100 beta的过表达损害了，但并未完全消除解决空间任务的能力，并导致海马切片中显著降低的后持续性增强。我们假设这些变化是由于钙介导的过程引起的。我们的结果支持星形胶质细胞参与高级脑功能的观点。