髓鞘退化和髓鞘更新减少导致年龄相关的记忆缺陷

Myelin degeneration and diminished myelin renewal contribute to age-related deficits in memory

作者信息Fei Wang, Shu-Yu Ren, Jing-Fei Chen, Kun Liu, Rui-Xue Li, Zhi-Fang Li, Bo Hu, Jian-Qin Niu, Lan Xiao, Jonah R Chan, Feng Mei
PMID32042174
发布时间2020-04
DOI10.1038/s41593-020-0588-8

实验完整度

包含多个独立证据层级:小鼠模型(年轻/老年)、遗传操作(Olig2或Chrm1缺失)、药理学处理(克立马斯汀)、行为测试(水迷宫)及组织学分析。

主要模型

Cspg4-CreERt;Mapt-mGFP小鼠 Cspg4-CreERt;mT/mG小鼠 PLP-CreERt;mT/mG小鼠 Cspg4-CreERt;Olig2fl/fl;Mapt-mGFP小鼠 Cspg4-CreERt;Chrm1fl/fl;Mapt-mGFP小鼠

重点核对

动物年龄:4、13、18个月 他莫昔芬诱导剂量:100 mg/kg,连续4天 克立马斯汀剂量:10 mg/kg/天,持续4个月 Morris水迷宫测试范式 样本量:每组n=3至n=20

摘要

认知衰退仍然是老年人未解决的问题。我们显示髓鞘形成在年轻小鼠中高度活跃,而在老年小鼠中受到强烈抑制,与空间记忆缺陷相一致。通过少突胶质前体细胞中Olig2的缺失来抑制髓鞘形成会损害年轻小鼠的空间记忆,而通过删除少突胶质前体细胞中的毒蕈碱型乙酰胆碱受体1来增强髓鞘形成,或通过克立马斯汀治疗促进少突胶质细胞分化和髓鞘形成,可挽救衰老期间的空间记忆衰退。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
年龄相关的髓鞘形成减少是否导致空间记忆缺陷,以及增强髓鞘形成能否改善老年小鼠的记忆功能?
核心机制
髓鞘形成减少导致空间记忆缺陷,增强髓鞘形成可恢复突触密度并改善记忆。
主要证据
Olig2缺失抑制髓鞘形成导致年轻小鼠空间记忆受损;Chrm1缺失或克立马斯汀治疗增强髓鞘形成,增加突触密度并改善老年小鼠的水迷宫表现。
研究意义
研究表明,增强内源性髓鞘形成可能是逆转年龄相关记忆衰退的潜在策略,为未来机制研究和治疗干预奠定基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

老年大脑髓鞘动态分析

评估不同年龄小鼠髓鞘形成和更新的变化

通过免疫染色分析MBP表达和成熟少突胶质细胞数量,使用Cspg4-CreERt;Mapt-mGFP和Cspg4-CreERt;mT/mG小鼠追踪新生髓鞘。

2

空间记忆行为测试

测试不同年龄小鼠的学习和记忆能力

使用Morris水迷宫评估小鼠的空间学习和记忆能力。

3

Olig2条件敲除抑制髓鞘形成及对记忆的影响

验证髓鞘形成是否对空间记忆必需

在Cspg4-CreERt;Mapt-mGFP小鼠中条件性敲除Olig2,4周后检测髓鞘形成,并评估水迷宫表现。

4

Chrm1缺失增强髓鞘形成及对记忆的影响

测试增强髓鞘形成是否改善衰老相关记忆缺陷

在Cspg4-CreERt;Mapt-mGFP小鼠中条件性敲除Chrm1,在13个月时诱导重组,18个月时检测髓鞘形成和突触密度,并进行水迷宫测试。

5

克立马斯汀治疗验证

测试药物增强髓鞘形成能否逆转记忆衰退

给12个月龄小鼠喂食克立马斯汀4个月,然后评估髓鞘形成和水迷宫表现。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
他莫昔芬Sigma-AldrichT5648
克立马斯汀SelleckChemS1847
O.C.T.包埋剂SAKURA4583
冷冻切片机 (MS 1850)Leica--
抗Cspg4抗体MilliporeMAB5320
抗NF200抗体Sigma-AldrichN4142
抗MBP抗体(山羊)Santa Cruzsc-13914
抗MBP抗体(大鼠)MilliporeMAB386
抗CC1抗体CalbiochemOP80
抗vGlut1抗体Synaptic Systems135304
抗CD31抗体BD Biosciences553370
抗Iba1抗体Wako019-19741
抗synapsin-1抗体CST5297
抗MAP2抗体EMD MilliporeAB5543
二抗(Alexa Fluor偶联)Life Technologies--
共聚焦激光扫描显微镜 (FV 3000)Olympus--
共聚焦激光扫描显微镜 (FV1000)Olympus--
Image-Pro Plus 5Media Cybernetics--
Avizo软件 (2019.1)Thermo Fisher--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型
小鼠品系为C57BL/6背景;Cspg4-CreERt、Mapt-mGFP、mT/mG、PLP-CreERt、Olig2fl/fl、Chrm1fl/fl品系
阅读提示:Methods - Animals
基因重组诱导
他莫昔芬浓度30 mg/ml,剂量100 mg/kg,连续4天口服灌胃
阅读提示:Methods - Administration of tamoxifen
药物处理
克立马斯汀剂量10 mg/kg/天,溶于饮用水,持续4个月
阅读提示:Methods - Drug treatment
行为测试
Morris水迷宫参数(平台位置、象限、每天测试次数、天数)
阅读提示:Methods - Morris water maze
组织处理
灌注固定液(4%多聚甲醛),切片厚度20 μm,收集脑区(包括胼胝体和海马)
阅读提示:Methods - Tissue processing and stereology
免疫荧光染色
一抗稀释比例及来源,二抗稀释比例
阅读提示:Methods - Immunofluorescence staining