雙光子顯微成像助力揭示小膠質細胞在驅動神經元過度興奮中的作用
神經過度興奮是許多神經系統疾病的共同病理特征，如感染、創傷或毒素等外部應激源刺激大腦時，神經元網絡通常表現出過度興奮，并伴有突觸重組。多種神經系統疾病都有類似現象，如阿爾茨海默病(AD)、自閉癥譜系障礙、精神分裂癥、結節性硬化癥，尤其是在癲癇中。神經元過度興奮的機制解釋有很多，其中興奮性(主要是谷氨酸能)和抑制性(主要是γ-氨基丁酸能)突觸傳遞之間的不平衡(E/I不平衡)被認為是關鍵的一個；然而，神經元-神經膠質相互作用的機制仍然不清楚。
2025年5月27日，南京大學閆超、劉翔宇、蘇州大學叢啟飛、浙江大學李新建共同通訊在Nature Neuroscience（IF=21.3）在線發表題為“GABA-dependent microglial elimination of inhibitory synapses underlies neuronal hyperexcitability in epilepsy”的研究論文，利用超維景的微型化雙光子顯微成像系統（FHIRM系列）成功實現癲癇小鼠小膠質細胞鈣信號的穩定在體觀測，成功揭示了小膠質細胞介導的選擇性消除抑制性突觸在驅動神經元過度興奮中的關鍵作用。
研究人員在CX3CR1-GCaMP6s轉基因小鼠上建立顳葉癲癇(TLE)的小鼠模型后，通過利用微型化雙光子技術進行顳葉雙光子鈣成像，發現海人酸（KA）誘導后，顳葉皮層小膠質細胞的鈣信號顯著升高。而通過腹腔注射的方式給與一種GABAB受體拮抗劑CGP52432后，能夠在很大程度上抑制這種激活現象，這提示了GAGB能信號在小膠質細胞反應中起作用。為后續證實小膠質細胞的激活清除抑制性突觸導致癲癇發生中的神經元超興奮性現象，打下了堅實的基礎。
2025年5月27日，南京大學閆超、劉翔宇、蘇州大學叢啟飛、浙江大學李新建共同通訊在Nature Neuroscience（IF=21.3）在線發表題為“GABA-dependent microglial elimination of inhibitory synapses underlies neuronal hyperexcitability in epilepsy”的研究論文，利用超維景的微型化雙光子顯微成像系統（FHIRM系列）成功實現癲癇小鼠小膠質細胞鈣信號的穩定在體觀測，成功揭示了小膠質細胞介導的選擇性消除抑制性突觸在驅動神經元過度興奮中的關鍵作用。
研究人員在CX3CR1-GCaMP6s轉基因小鼠上建立顳葉癲癇(TLE)的小鼠模型后，通過利用微型化雙光子技術進行顳葉雙光子鈣成像，發現海人酸（KA）誘導后，顳葉皮層小膠質細胞的鈣信號顯著升高。而通過腹腔注射的方式給與一種GABAB受體拮抗劑CGP52432后，能夠在很大程度上抑制這種激活現象，這提示了GAGB能信號在小膠質細胞反應中起作用。為后續證實小膠質細胞的激活清除抑制性突觸導致癲癇發生中的神經元超興奮性現象，打下了堅實的基礎。
此項研究不僅深化了癲癇神經免疫機制的理解，也凸顯了精準成像工具在神經科學研究中的價值。我們很榮幸能為這一重要研究提供成像技術支持。
【參考文獻】
Chen ZP, Zhao X, Wang S, et al. GABA-dependent microglial elimination of inhibitory synapses underlies neuronal hyperexcitability in epilepsy. Nat Neurosci. Published online May 27, 2025. doi:10.1038/s41593-025-01979-2
標簽：
微型化雙光子顯微成像系統
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