Mecp2突变小鼠模型中的树突和轴突形态广泛变化：神经网络中断的证据

雷特综合症（RTT）是一种由X连锁基因MECP2突变引起的神经发育障碍。患有RTT的女孩在大脑功能上表现出显著变化，但相对较少的研究探讨了神经电路的结构。我们对两种RTT小鼠模型（Mecp2B和Mecp2J）进行了研究，之前记录了大脑解剖结构的变化。在此，我们使用共聚焦显微镜研究了MeCP2缺失对牙状回（FD）、海马CA1区和运动皮层树突和轴突形态的影响，采用了Lucifer yellow微注射或碳氰染料追踪。在3周龄时，大多数（41项中的33项）形态参数在Mecp2B小鼠中显著改变；而Mecp2J小鼠中（39项中的23项）异常较少。观察到树突棘的密度和大小，以及轴突的密度和方向发生了显著变化。在Mecp2B小鼠中，FD（约11%）、CA1（14-22%）和运动皮层（约16%）中的树突棘密度下降。还发现Mecp2B FD中的棘头大小减少（约9%），棘颈长度增加（约12%）。此外，运动皮层中的轴突发生了紊乱。在Mecp2J小鼠中，CA1中的棘密度显著下降（14-26%）。在这两个模型中，所有研究区域都观察到了树突肿胀和变长的棘颈。相邻神经元的树突类型和变化范围存在显著差异。电子显微镜证实了树突和轴突的异常，并显示出异常的线粒体。我们的发现记录了普遍存在的树突和轴突异常，这些异常重现了在RTT中观察到的情况。