饮食诱导的记忆功能障碍的改善与恶化揭示了海马体周围神经元网在可塑性与保护中的双重作用
周围神经元网(PNNs)的改变与多种神经精神疾病和神经退行性疾病中观察到的认知缺陷相关。PNNs被认为既能限制神经元可塑性，又能保护对认知功能至关重要的神经元群体。在本研究中，研究团队在同一实验过程中评估了PNNs的这两种不同功能，仅改变PNN操作的时间点。
在导致海马依赖性记忆障碍的致肥胖高脂高糖(HFHS)饮食之后4周，对海马体PNNs进行酶降解恢复了记忆表现，证明了PNNs在可塑性中的关键作用。相比之下，在HFHS饮食之前降解海马体PNNs会加剧记忆缺陷，表明PNNs在神经保护中的作用。
由于PNNs主要围绕PV+神经元(PVNs)，研究者假设PNN降解的这些效应背后的机制至少部分涉及海马体PVN功能的改变。因此，为了观察PNN降解是否改变海马体PVNs的功能，研究团队在多天时间尺度上进行了光纤光度测量，发现海马体PNN降解改变了PVNs中的钙活动。
随后，研究团队直接操纵PVNs，发现对标准饮食小鼠的海马体PVNs进行化学遗传学抑制会损害记忆表现，而在HFHS饮食小鼠中激活海马体PVNs则恢复了记忆表现，这种双向效应与PNN降解的双向效应相呼应。
图1：海马体PNNs的降解恢复了高脂高糖饮食小鼠的记忆功能，并增强了对照饮食小鼠的记忆功能。
图2：在高脂高糖饮食摄入前降解海马体PNNs会加剧高脂高糖饮食小鼠的记忆障碍。
图3：海马体PVNs在ChABC输注前（基线）和输注后数天的钙记录。
图4：海马体PVNs的化学遗传学抑制损害了s-SLR任务的表现。
图5：海马体PVNs的化学遗传学兴奋逆转了高脂高糖饮食诱导的记忆缺陷，并增强了对照饮食小鼠的表现。
总之，这些发现支持了PNN功能的双重可塑性和保护假说，提供了证据表明记忆的关键机制涉及PNNs和PVNs的相互作用，并指出PNNs可能是认知衰退的潜在治疗靶点。
本研究由韦仕敦大学的BrainsCAN通过加拿大卓越研究基金(CFREF)和自然科学与工程研究理事会(NSERC)资助。研究团队感谢Vania Prado教授、Marco Prado教授和Robarts啮齿动物核心实验室在转基因小鼠获取方面的协助，以及Anthony Hannan教授对手稿的宝贵意见。
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