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童年回忆易遗忘是因为什么?PLoS Biol:小胶质细胞是婴儿期失忆关键,阻断后幼鼠能记住恐惧经历

来源:生物谷原创 2026-02-02 10:26

这项研究不仅首次明确小胶质细胞是婴儿期遗忘的必需因素,还建立了小胶质细胞、神经发育与记忆调控的关联,为理解神经发育障碍(如自闭症)中的记忆异常提供了新视角。

几乎每个人都记不起 3 岁前的童年往事,这种 “婴儿期遗忘” 是从老鼠到人类都存在的普遍现象——婴幼儿时期大脑飞速发育、接收海量信息,却难以留存情景记忆。长期以来,这一现象的生物学机制一直是个谜。而发表在《PLOS Biology》上的新研究终于揭开关键:大脑中的常驻免疫细胞——小胶质细胞,正是婴儿期遗忘的 “幕后推手”。抑制其活性能让幼鼠突破遗忘限制,长久保留恐惧记忆,这一发现不仅解锁了记忆管理的核心机制,还为神经发育相关疾病的干预提供了新方向。

“小胶质细胞作为中枢神经系统的免疫细胞,堪称大脑中的‘记忆管理者’。” 研究主要作者、美国哥伦比亚大学欧文医学中心博士后 Erika Stewart 博士表示,“我们的研究明确了它们在婴儿期遗忘中的核心作用,还暗示这种遗忘与日常及疾病中的其他遗忘形式可能共享机制。”

为破解婴儿期遗忘的奥秘,研究团队以小鼠为模型展开探索。首先,他们通过情境恐惧条件反射(CFC)实验发现,幼鼠在出生后 17 天(P17)接受恐惧训练后,记忆会随时间逐渐消退——3 天后(P20)仍能清晰回忆,5 天后(P22)记忆减弱,8 天后(P25)则完全遗忘,而成年小鼠的记忆能稳定保留。

有趣的是,小胶质细胞的形态和活性变化与记忆轨迹高度同步:在幼鼠记忆消退的关键期(P20 到 P25),海马体齿状回(DG)和杏仁核(AMG)区域的小胶质细胞分支减少、丝状长度缩短,吞噬活性标志物 CD68 的表达也随之变化,这暗示小胶质细胞的动态活动与遗忘过程紧密相关。

为验证因果关系,研究团队采用两种方式抑制小胶质细胞活性:一是通过饮水给予米诺环素(常用的小胶质细胞抑制剂),二是注射特异性阻断 CX3CR1 受体的 JMS-17-2——CX3CR1 是神经元与小胶质细胞沟通的关键信号通路。结果令人惊喜:两种处理都成功阻止了婴儿期遗忘,幼鼠在 P25 仍能通过冻结行为清晰回忆起 P17 的恐惧经历,且这种记忆具有情境特异性,不会对新环境产生泛化恐惧。进一步检测发现,米诺环素处理显著降低了小胶质细胞中 CD68 的表达,证实其吞噬活性被抑制。

记忆的存储依赖 “印迹细胞”——即学习时激活的神经元集群。研究团队利用 TRAP2-Ai32 转基因小鼠,用荧光标签永久标记幼鼠学习时的印迹细胞,发现小胶质细胞被抑制后,印迹细胞的激活呈现区域特异性:海马体齿状回(DG)和后扣带皮层(RSC)的印迹细胞激活无明显变化,但杏仁核的基底外侧核(BLA)和中央核(CeA)中,印迹细胞的数量更多、再激活率显著提升。更关键的是,3D 重构显示,小胶质细胞与印迹细胞的直接接触点减少,这种 “减少干扰” 可能让印迹细胞更稳定,从而促进记忆保留。

此前研究发现,母体在胚胎 12.5 天(E12.5)接受聚肌胞苷酸(Poly (I:C))诱导免疫激活(MIA)后,雄性后代不会出现婴儿期遗忘,还表现出类似自闭症的社交障碍和重复行为。而本研究进一步发现,给这些 MIA 幼鼠从出生到 P14 早期注射米诺环素,不仅能恢复其婴儿期遗忘能力,还能改善它们的社交偏好、减少重复埋大理石行为。 组织学分析显示,MIA 小鼠的小胶质细胞 CD68 表达降低,吞噬活性受损,而米诺环素处理能逆转这一表型,说明小胶质细胞功能异常是 MIA 后代记忆和行为异常的关键。

研究还揭示了小胶质细胞调控遗忘的潜在机制:一方面,小胶质细胞在发育关键期通过突触修剪清除多余突触,这一过程对正常遗忘至关重要,抑制其活性会减少突触修剪,让记忆相关突触得以保留;另一方面,米诺环素处理的幼鼠海马体 DG 和 CA1 区域的神经周网(PNNs)数量显著减少,而 PNNs 的成熟与记忆稳定性相关,其减少可能为记忆保留创造了条件。此外,小胶质细胞还可能通过 CX3CR1 信号通路调节神经元活动,或通过干扰竞争印迹集群的激活来促进遗忘。

“婴儿期遗忘可能是人类最普遍的失忆形式,却长期被忽视,因为我们都把它当成理所当然的生命事实。” 资深作者、都柏林三一大学 Tomás Ryan 教授补充道,“遗忘并非大脑的‘缺陷’,而是一种适应性特性——小胶质细胞通过调控印迹细胞的存储和表达,帮助大脑整理早期记忆。而能够操控这一过程,让我们得以重新思考童年学习与遗忘的运作方式。”

值得注意的是,婴儿期遗忘仅存在于 “晚成” 哺乳动物(如人类、小鼠),这类动物出生时脆弱、依赖照顾者,而 “早成” 哺乳动物(如豚鼠)出生即成熟,不会出现这种遗忘。研究人员推测,早期形成的记忆可能不够可靠,小胶质细胞主导的遗忘或许是一种保护机制,但具体的适应性意义仍需进一步探索。

这项研究不仅首次明确小胶质细胞是婴儿期遗忘的必需因素,还建立了小胶质细胞、神经发育与记忆调控的关联,为理解神经发育障碍(如自闭症)中的记忆异常提供了新视角。未来,深入解析小胶质细胞与印迹细胞的相互作用,或能为干预记忆相关疾病、优化早期学习策略提供新靶点。(生物谷Bioon.com)

参考文献:

Erika Stewart et al, Microglial activity during postnatal development is required for infantile amnesia in mice, PLoS Biology (2026). DOI:10.1371/journal.pbio.3003538.

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