分子相互排斥，大腦神經元復雜網絡連接的新機制

　　哺乳動物的內側和外側海馬環路分別優先處理空間和物體相關信息。然而，在發育過程中組裝這種并行環路的機制在很大程度上仍然未知。

　　2021年6月4日，斯坦福大學駱利群團隊在Science 在線發表題為“Reciprocal repulsions instruct the precise assembly of parallel hippocampal networks”的研究論文，該研究發現在小鼠體內，內側和外側海馬環路中細胞表面分子teneurin-3 (Ten3) 和latrophilin-2 (Lphn2) 的互補表達分別指導CA1 到下托（subiculum）連接的精確環路組裝。

　　在內側環路中，表達 Ten3 的 (Ten3+) CA1 軸突被衍生的 Lphn2 排斥，這表明 Lphn2 和 Ten3 介導的異嗜性排斥和 Ten3 介導的嗜同性吸引力共同控制 CA1 軸突的精確目標選擇。在橫向網絡中，表達 Lphn2（Lphn2+）的 CA1 軸突通過來自 Ten3+ 靶標的排斥而被限制在 Lphn2+ 靶標上。該研究結果表明，并行海馬環路的組裝遵循由相互排斥指示的“Ten3→Ten3，Lphn2→Lphn2”規則。隨著在各種連接中的重復使用與多功能性相結合，其中單個蛋白質既作為受體又作為配體，有限數量的細胞表面分子可以指定哺乳動物大腦中的多樣性連接。

　　并行信息處理是復雜神經系統的一個顯著特征。一個例子是哺乳動物海馬-內嗅環路，它對于顯性記憶形成和空間表征至關重要 。空間和物體相關信息分別優先由內側和外側海馬環路處理。在內側環路中，近端 CA1 軸突投射到遠端下托（subiculum），并且近端 CA1 和遠端下托也與內側內嗅皮層形成相互連接。在外側環路中，遠端 CA1 軸突投射到近端下托，遠端 CA1 和近端下托與外側內嗅皮層形成相互連接。

　　 II 型跨膜蛋白 Teneurin-3 (Ten3) 在內側海馬環路的所有互連區域均具有匹配的表達。近端 CA1 和遠端下托中都需要 Ten3 來選擇近端 CA1→遠端下托的軸突，它促進非粘附細胞的聚集。這些數據支持同質吸引機制，Ten3 通過該機制調節內側海馬環路中的目標選擇。目前尚不清楚外側海馬環路中是否存在匹配的基因表達以及這如何有助于海馬環路組裝。

　　該研究發現在小鼠體內，內側和外側海馬環路中細胞表面分子teneurin-3 (Ten3) 和latrophilin-2 (Lphn2) 的互補表達分別指導CA1 到下托（subiculum）連接的精確環路組裝。

　　在內側環路中，表達 Ten3 的 (Ten3+) CA1 軸突被衍生的 Lphn2 排斥，這表明 Lphn2 和 Ten3 介導的異嗜性排斥和 Ten3 介導的嗜同性吸引力共同控制 CA1 軸突的精確目標選擇。在橫向網絡中，表達 Lphn2（Lphn2+）的 CA1 軸突通過來自 Ten3+ 靶標的排斥而被限制在 Lphn2+ 靶標上。

　　總之，該研究結果表明并行海馬環路的組裝遵循由相互排斥指示的“Ten3→Ten3，Lphn2→Lphn2”規則。隨著在各種連接中的重復使用與多功能性相結合，其中單個蛋白質既作為受體又作為配體，有限數量的細胞表面分子可以指定哺乳動物大腦中的多樣性連接。