关于中间神经元的一些总结

关于中间神经元的一些总结
脑内IN作用重要，分类复杂，分工迥异，以两篇review为主教材，边学边记点东东。

IN的分类是为了更好地理解其功能，细胞的功能要靠电活动来实现，因此，此处细胞功能特指细胞的电生理特性。

功能的实现要基于组织解剖学上的特征，比如胞体在脑皮层中的定位，轴突与树突的分布及靶细胞种类。

这需要有区分这些特征的分子marker。

曾用过的marker很多，比如神经肽Cck(cholecystokinin)与NPY(neuropeptide Y) ，钙结合蛋白CB（calbindin, calb1)与CR(calretinin, calb2)。

但相比PV，SST，VIP，5HT3aR, reelin，以上marker无法将IN区分为互不重叠的subtypes，如CR表达于VIP 与SST中。

Genetic and activity-dependent mechanisms underlying interneuron diversity（Nature Review，2017）依据其表达的分子标记分为互不重叠的4类：PV，SST，VIP，RELN（non-SST）GABAergic Interneurons in the Neocortex: From Cellular Properties to Circuits（2016，neuron review）同样据其分子标记分为3类：PV，SST，5HT3aR（又分为VIP与non-VIP）。

实际与上文的分类一致，5HT3aR中的non-VIP即对应RELN（non-SST）。

其实两文作者的通讯作者Gord fishell与Rudy都来自NY university。

依上两文粗分四大类（目前single-cell RNA sequencing细分IN 可达26类，但此技术尚有争议，单个细胞提取RNA仅占细胞RNA总量的比例有限，其背景噪声大，且细胞不同阶断及状态的RNA有别），PV与SST起源于内侧神经节突起（MGE），而VIP与RELN（non-SST），即5HT3aR中的non-VIP, 起源于尾侧神经节突起（CGE）。

这个观点有争议，有认为IN祖细胞在孕期后1/3向皮质迁移及定植分化成熟过程中，受微环境影响，其subtype可能会改变。

形态学上命名的IN的中文译名：stellate星形；horizontal水平；basket篮；chandelier吊灯样；double bouquet双刷样；
Martinotti cell玛蒂诺蒂细胞（大脑多形层梭形细胞）
大脑中，神经胶质细胞数量是神经元的10倍，在神经元中，IN占约10-15%（此为啮齿类的数据，灵长类要略高），
IN 模式图引自INTERNEURONS OF THE NEOCORTICAL INHIBITORY SYSTEM（2004 nature neuronscience）
补充一些零乱知识及背景知识：
1 传统上认为IN是胞体圆、椭圆、梭形等，无棘，但并非如此，也有有棘的IN；传统认为IN为GABA能，但也有谷氨酸能的IN，有兴奋作用，而非抑制；新皮质神经元以锥体细胞为主，而在纹状体苍白球的皮质中则以IN为主。

2 脑皮质分层，一般在新皮质分6层。

I II III为颗粒上层，iV为颗粒层，V VI为颗粒下层。

颗粒上层为脑皮质内联接的起始及终末区，这些联接包括同侧半球间的联络纤维，两侧半球间的联合纤维。

IV层接受皮质下的传入，尤其是第一感觉区特异性地接受丘脑核团的传入。

V层为锥体细胞层，发出大脑所有的主要的皮质传出投射，直达基底节区、脑干、脊髓。

VI层为多形细胞层，发出投射到丘脑。

常用的神经系统细胞分子marker
1 GFAP：成熟胶质细胞的标志
2 Satb2: pyramidal cell marker The Largest Group of Superficial Neocortical GABAergic
Interneurons Expresses Ionotropic Serotonin Receptors(2010, The Journal of Neuroscience)
3 Olig2: oligodendrocyte (ditto)
4 GAD67：GABA-IN胞体；GAD-65：GABA-IN突触
5 MAP2：树突的标志物
6 胆碱乙酰转移酶（ChAT）在绝大多数的胆碱能神经元中表达
7 酪氨酸羟化酶（TH）用来量化帕金森氏症患者的多巴胺细胞损失
8 EAAC1 （glutamate transporter）是谷氨酸能神经元的标记
9 vglut1/2 囊泡膜谷氨酸转运体。

锥体神经元的标志
10 CAMKIIa （钙调蛋白激酶IIa）为兴奋性神经元的标志
11 NF200与NeuN：
NF200神经纤维丝蛋白200，是质量为200KDs的神经纤维丝蛋白，神经轴突中高表达，用以标记神经元，以之与胶质细胞区别。

小细胞分肽能神经元（荧光标记是SP或CGRP）和非肽能神经元（标记是IB4），NF200确实是标记大神经元的回复：【求助】DRG 中大、中、小神经元用什么抗体标记。

- 丁香园论坛
从文献看来，NeuN是经典的神经云标记物，可以将皮层Ⅱ～Ⅵ层神经元都标记出来；而NF只在皮层的第Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ层锥体神经元胞浆内呈阳性表达，不表达于颗粒性神经元，也就是说Neun对神经元的标记范围大于NF，那么为何NF阳性的神经元却不表达Neun？另外一个解释：Neun倾向于标记成熟的神经元，我所研究的组织中NF 阳性的神经元并未成熟，存在幼稚神经元的可能。

NF阳性的细胞呈Neun阴性 - 丁香园论坛
12 Vimentin 波形蛋白，为细胞骨架蛋白，用于研究细胞骨架信号的研究。

13 CD68 (Cluster of Differentiation 68) is a protein highly
expressed by cells in the monocyte lineage (e.g., monocytic phagocytes, osteoclasts), by circulating macrophages, and by and tissue macrophages (e.g., Kupffer cells, microglia) https:///wiki/CD68
神经系统中用以标示小胶质细胞microglia
14 In normal cortex, neuronal differentiation is marked by sequential of MAP1B, followed by NF-Hand MAP2, and finally NeuN (Aberrant neuronal-glial differentiation in Taylor-type focal cortical
dysplasia (type IIA/B))1 PV，约占IN的40%, 最多且最重要的IN。

据形态学又分为两类：Basket 和 Chandelier.
1）Basket cells(fast-spiking basket cells，FS cells, PV BCs): 靶向于兴奋性神经元的胞体及树突近胞体处; 靶细胞是锥体及皮层的PV；输入电阻低，放电快速高频强烈, 几乎无spike frequency adaption；分布于L2-6，但L4-5密度最高。

PV BCs仍可细分。

PV BCs胞体在皮质分层中定位，与其轴突、树突树及其连接，在脑皮质层及柱中的偏爱或倾向有关系。

S1区的L4主要包含了发出local axons的PV BCs，而其它层中，比如L5，除包含发出local axons的PV BCs，还包含了发出local及translaminar axons的PV BCs，而在某些层，如supragranular(II,III)及infragranular(V,VI)----内颗粒层IV例外----中的一些PV BCs可有跨柱的轴突。

这些轴突位置分布意味着可执行针对相应靶区的阻滞功能。

在颗粒下层中，具有跨层轴突的PV BCs，接受了轴突的突触前膜有NMDA受体（注意突触前膜存在NMDA受体，详见Target-Specific of Presynaptic NMDA Receptors in Neocortical Microcircuits 2012，neuron）的锥体细胞的支配（或耆说信息传入），此类PV BCs，比只有local axons的PV BCs抑制效能要弱。

这意味着突触形态有异的PV BCs，即便胞体在同一脑皮质分层中，功能仍不同。

2）Chandelier cells(axo-axonic cells)：靶向于轴突起始处；靶
细胞是锥体细胞；突触形成烛台样形状是形态上最有特征的IN；放电性质类Basket cell，但略慢；分布于L2-6。

另外还有multipolar bursting(MPB) cells，信息少，略。

2 SST，约占IN的30%。

形态学上分两类：Martinotti与non-Martinotti. 均靶向于树突；易化兴奋性传入；分布于L2-6，L5密度最高；
1) Martinotti cell: 输入电阻高。

2) Non-Martinotti cell: 输入电阻低。

3 VIP，VIP与RELN（non-SST)合计占IN的30%，VIP约占此中的40%。

VIP形态学上又分bipolar与multipolar. 分布于L2-3，L5-6，以L2-3中密度高。

1) bipolar VIP: 靶向于SST胞体及其树突，输入电阻高，
2) multipolar VIP:
4 RELN(non-SST: 也即是5HT3aR中的non-VIP.。