经典瞬时受体电位( Transient Receptor Potential Canonical ，TRPC)通道蛋白是具有Ca²⁺通透性的非选择性阳离子膜通道，其家族成员（TRPC1-TRPC7）在哺乳动物海马区高度表达，对神经元的功能分别产生独立或协同的影响，越来越多的证据表明TRPC通道蛋白参与认知功能。

神经炎症可引发认知障碍，小胶质细胞分泌的抗炎细胞因子IL-10在神经炎症的病理过程中发挥关键作用，可减轻神经炎症对记忆和可塑性造成的不良影响。炎症小体Nod样受体蛋白3 (NLRP3)参与多种神经性疾病认知障碍，近年来有数据表明NLRP3可以作为改善患者记忆障碍的靶点。

本研究着重探究了小胶质细胞分泌的IL-10对动物认知和行为能力的影响，并探讨了TRPC和NLRP3在这一过程中的作用。

首先，本研究构建了小胶质细胞IL-10特异性敲除小鼠，物体位置识别(OLR)和Morris水迷宫(MWM)测试发现Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠存在空间记忆缺陷，通过WB和免疫荧光进一步检测证实其海马区TRPC4和TRPC5以及突触蛋白（PSD95和突触素）表达降低。同时，IL-10的缺失造成了炎症反应的增强，并证实NLRP3炎症小体参与了这一过程。接着，研究者发现Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠兴奋性神经元TRPC5的下调影响了学习和记忆能力。利用AAV9-CaMKIIα-TRPC5上调海马区兴奋性神经元的TRPC5，明显改善了Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠的记忆性能，并且该过程与TRPC5抑制NLRP3相关的神经炎症有关。

1. Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠学习和记忆能力受损，并伴有海马区TRPC4、5和突触蛋白的表达降低

首先，研究人员构建了小胶质细胞IL-10敲除小鼠Cx3cr1^CreERIL-10^-/-，并对Cx3cr1^CreERIL-10^-/-及其同窝小鼠进行了NOR、LOR以及Morris水迷宫(MWM)测试，发现Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠学习和记忆能力受损。

由于空间学习在很大程度上依赖于海马区活动，研究人员使用RT-PCR检测了TRPC在海马区的表达，发现TRPC1、3、4、5的mRNA水平均降低。使用WB和免疫荧光检测进一步发现TRPC4、5的蛋白水平下调。

图1. Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠海马区TRPC4和TRPC5表达降低

海马突触蛋白是空间学习和记忆的结构基础之一，因此研究人员检测了谷氨酸受体NR2A和NR2B、突触后密度蛋白95 (PSD95)和突触素（突触囊泡膜上的一种特异性蛋白质，可作为突触密度的有效标记物）在海马区中的表达。WB结果显示，PSD95和突触素的表达均降低，免疫荧光结果与此一致。高尔基染色显示，Cx3cr1 ^CreER IL-10^−/−小鼠海马区根尖树突和基底树突数量显著减少。上述结果提示小胶质细胞分泌的IL-10可能通过某种潜在机制参与突触蛋白的合成，从而影响Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠的空间学习和记忆能力。

图2. Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠突触蛋白减少

2. Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠海马区炎症反应增强

为探究小胶质细胞中IL-10水平的变化是否影响体内炎症，研究者检测了胶质细胞标志物Iba1和GFAP的表达水平，结果发现Iba1和GFAP蛋白表达均增加，表明Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠行为改变可能与炎症激活有关。研究人员进一步研究了炎症小体NLRP3通路在海马中的表达，发现该通路组分NLRP3、caspase-1、IL-1β 和IL-18的蛋白水平在Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠中显著增加。此外，NLRP3和Iba1的免疫荧光共定位结果显示NLRP3的增加并不仅仅发生在小胶质细胞中。

图3. Cx3cr1^CreERIL-10^-/-小鼠海马区炎症反应增强

3. 上调兴奋性神经元TRPC5的表达可改善Cx3cr1