弓形虫感染引起小胶质细胞与神经元的接触以及细胞体周边抑制性突触丧失

大脑内的感染和炎症会引起神经元连通性和功能的改变。细胞内的原生动物寄生虫,弓形虫,是一种感染脑部的病原体,可引起脑炎和癫痫发作。这种寄生虫的持续感染还与行为改变和发生精神疾病(包括精神分裂症)的风险增加有关。目前来自人类和小鼠模型的研究证据表明,癫痫发作和精神分裂症均由抑制性突触的丧失或功能障碍引起。与此相符,我们最近报道了持续性弓形虫感染改变谷氨酸脱羧酶67(GAD67)的分布,该酶在抑制性突触中催化GABA的合成。这些变化可能反映突触前装置在抑制性神经元中的重新分布或抑制性神经末梢的丧失。为了直接评估后者的可能性,我们采用序列块面扫描电子显微镜(SBFSEM)并量化寄生虫感染后新皮质和海马中的细胞体周边抑制性突触。持续感染不仅导致明显的细胞体周边突触丧失,而且还诱导髓样来源的细胞对神经元细胞体的包封。免疫组织化学、遗传和超微结构分析显示,这些髓样来源的细胞包括活化的小胶质细胞。最后,超微结构分析确定了包膜于细胞体周围神经末梢的髓样来源的细胞,提示它们可能会主动置换或吞噬突触元件。因此,这些结果表明,活化的小胶质细胞有助于寄生虫感染后细胞体周围抑制突触损失,并对于弓形虫的持续感染可能如何导致癫痫发作和精神疾病提供了一种新的机制。