FOS 神经元网络的双向抑制性调控可塑性变化

行为活动可以激活大脑的一小部分神经元，引起FOS 转录因子的表达。表达FOS 的神经元，对于编码和唤起记忆具有重要作用。FOS 神经元网络的调控是否发生可塑性变化？一直是科学家们感兴趣的问题。研究者以海马CA1 椎体神经元为观察对象，对此进行研究。海马CA1 椎体神经元主要接受小清蛋白 (PV) 和胆囊收缩素 (CCK) 两种抑制性神经元的输入。这些抑制性的输入，对于海马网络振荡的产生很重要。主要实验结果如下：（1）2～3 天的新环境探索，引起小鼠海马CA1 椎体神经元表达FOS。（2）采用双膜片钳的方法，可以同时记录FOS 阳性神经元 (FOS+) 和FOS 阴性神经元 (FOS-) 的抑制性突触后电流 (IPSC)。与FOS-神经元相比，FOS+神经元的PV-IPSC 幅度明显增强。但是，FOS+神经元的CCK-IPSC 幅度明显减弱。以上结果表明，FOS+神经元的抑制性调控发生可塑性变化：即PV 抑制性输入增强，CCK 抑制性输入减弱。（3）单细胞RNA 测序发现，FOS 可以激活Scg2的转录。Scg2基因可以编辑多种不同的神经肽，从而适应这些抑制性调控的可塑性变化。（4）在缺乏Scg2的小鼠，海马的快gamma 功率降低，锥体神经元和theta 节律的耦联减低。以上结果表明，FOS 和SCG2 通过影响局部的抑制性输入，调节海马FOS 神经元网络的振荡，同步神经元的活动，易化信息的处理。因此，FOS 不仅仅是神经元活动的标志物，它可以通过编码基因，引起局部环路的重构。