Immunity | 星形胶质细胞炎症小体信号：调控海马体可塑性的关键机制

炎症小体是一种多蛋白复合体，主要在细胞内感知病原体和组织损伤信号后激活，促进caspase-1介导的白细胞介素（IL）-1和IL-18的产生。在中枢神经系统（CNS）中，炎症小体的激活与多种神经退行性疾病、中风、抑郁等病理状态有关。然而，炎症小体在健康大脑中的功能，尤其是在维持大脑稳态和可塑性中的作用，仍然知之甚少。海马体是大脑中与学习和记忆密切相关的关键区域，其可塑性受到多种因素的调控，包括神经递质、细胞外基质和免疫信号等。因此，研究炎症小体信号在海马体可塑性中的作用，对于理解大脑功能和相关疾病的机制具有重要意义。

近日，国际权威期刊Immunity上在线发表了题为“Inflammasome signaling in astrocytes modulates hippocampal plasticity”的最新研究成果，该研究发现症小体信号在成年小鼠大脑的健康状态下被激活，并且在海马体可塑性中发挥重要作用。研究者们观察到，在健康成年小鼠的大脑海马体中，炎症小体复合体的形成是动态调节的，并且与学习和区域活动密切相关。并详细揭示了小胶质细胞炎症小体活性在调节海马体生理功能中的稳态作用，并且在健康和疾病状态下都具有重要意义。

研究者们首先观察到，在健康成年小鼠的大脑海马体、小脑和皮层中，炎症小体复合体的形成是动态调节的。通过使用ASCCitrine报告小鼠模型，他们发现炎症小体的激活在这些脑区中普遍存在，并且在海马体中尤为显著。此外，炎症小体的激活还受到环境因素的影响，例如环境丰富化（EE）可以显著减少海马体中的炎症小体激活，而随着年龄的增长，炎症小体的激活则有所增加。这些结果表明，炎症小体的激活在健康大脑中是一个动态的过程，受到多种因素的调控。

为了进一步探究炎症小体信号在海马体可塑性中的作用，研究者们通过条件性敲除小胶质细胞中的caspase-1基因，来特异性地阻断炎症小体信号通路。他们发现，这种基因敲除可以显著影响海马体的可塑性，包括突触蛋白密度、神经元活动和PNN覆盖。具体来说，caspase-1的缺失导致海马体中突触蛋白的密度增加，神经元活动减少，以及PNN覆盖的减少。这些结果表明，小胶质细胞中的炎症小体信号对海马体可塑性具有重要的调节作用。

研究者们还发现，caspase-1和IL-18能够调节海马体IL-33的产生，进而影响相关可塑性。IL-33是一种在海马体可塑性中起重要作用的细胞因子，其表达受到炎症小体信号的调控。通过分析小胶质细胞特异性敲除caspase-1的小鼠模型，研究者们发现，这种基因敲除导致海马体中IL-33的表达增加，这可能是导致海马体可塑性改变的一个重要因素。此外，他们还发现，IL-33的产生不仅受到小胶质细胞中炎症小体信号的调控，还受到神经元活动的影响。这些结果揭示了炎症小体信号与IL-33之间的复杂关系，以及它们在海马体可塑性中的协同作用。

鉴于炎症小体信号在海马体可塑性中的重要作用，研究者们进一步探讨了炎症小体信号在癫痫中的潜在作用。他们发现，在急性癫痫模型中，小胶质细胞特异性敲除caspase-1的小鼠表现出更轻的癫痫发作症状，这表明炎症小体信号在癫痫发作中可能起到了促进作用。这一发现为开发针对炎症小体信号的癫痫治疗策略提供了理论依据。

本文的研究结果揭示了小胶质细胞中的炎症小体信号在调节海马体可塑性中的重要作用。炎症小体的激活在健康大脑中是一个动态的过程，受到多种因素的调控，包括环境因素和年龄。小胶质细胞中的炎症小体信号通过调节突触蛋白密度、神经元活动和PNN覆盖来影响海马体可塑性。此外，炎症小体信号还与IL-33的产生密切相关，共同调节海马体的生理功能。这些发现不仅为理解大脑可塑性的分子机制提供了新的视角，还为开发针对炎症小体信号的神经疾病治疗策略提供了理论基础。未来的研究可以进一步探索炎症小体信号在其他脑区和神经疾病中的作用，以及开发基于炎症小体信号的新型治疗方法。

图 本研究模式图

原始出处：

Inflammasome signaling in astrocytes modulates hippocampal plasticity. Immunity. 2025 Apr 29:S1074-7613(25)00170-0. doi: 10.1016/j.immuni.2025.04.007. Epub ahead of print. PMID: 40318630.