学骑车、练打字，关键竟然不是神经元？Nat子刊揭示星形胶质细胞调控运动学习新机制

我们平时学动作、练技能，都离不开大脑里多巴胺和纹状体的配合。过去大家都只盯着神经元看，觉得是神经元自己在变、在学习。但很少有人想到，大脑里还有一类重要细胞：星形胶质细胞，它们也在悄悄 “修剪” 突触、帮大脑学习。

基于此，2026年2月28日，韩国大田基础科学研究所Won-SukChung研究团队在nature communications杂志发表了“Motor learning and dopamine-dependent striatal synaptic plasticity are controlled by astrocytic MEGF10”，揭示了星形胶质细胞通过一种叫 MEGF10 的蛋白，默默掌控着我们的运动学习过程并调节着大脑奖赏中心（纹状体）中由多巴胺驱动的关键神经连接。

多巴胺可调控中型多棘神经元（MSNs）纹状体突触可塑性与运动学习，但其是否参与胶质细胞介导的突触重塑尚不明确。本研究显示：运动学习中，星形胶质细胞经MEGF10（非 MERTK）清除 MSNs 的皮质‑纹状体兴奋性突触；敲除星形胶质细胞MEGF10可损伤LTP/LTD并减弱学习相关突触增强。化学遗传学激活皮质‑纹状体通路或多巴胺释放能促进星形胶质细胞突触清除；多巴胺与运动学习可依受体亚型调控 MSNs 突触后清除并通过 MEGF10 影响突触重塑与量子化特性。综上，星形胶质细胞 MEGF10 是纹状体中多巴胺及活动依赖性突触重塑的关键分子。

图一 MEGF10依赖性星形胶质细胞对皮质‑纹状体突触的吞噬作用

作者采用基于腺相关病毒的报告系统，研究反复运动学习过程中胶质细胞对皮质‑纹状体突触的吞噬情况。

简单来说，分别用荧光蛋白标记突触前和突触后标志物，从而可监测突触标志物在酸性环境下进入邻近胶质细胞的过程。经过三天反复运动学习后，背外侧纹状体中星形胶质细胞对皮质‑纹状体突触前结构的吞噬显著增加，这与训练后运动技能提升相一致。同样，在反复运动学习过程中，背外侧纹状体内星形胶质细胞对纹状体突触后结构的吞噬也显著升高。

与之相反，在整个学习过程中，小胶质细胞和少突胶质前体细胞对皮质‑纹状体突触的吞噬并未发生明显变化。

图二 敲除MEGF10影响运动学习

为了弄清楚MEGF1帮助星形胶质细胞“吞噬”突触对运动学习时的突触变化有什么作用，作者用转棒实验训练了正常小鼠和敲除MEGF10的小鼠。

实验发现，敲除MEGF10的小鼠，其大脑皮质-纹状体突触的强度会降低；经过转棒训练后，两种小鼠的突触强度都有提升，但敲除MEGF10的小鼠，这种提升效果很不明显。这说明，缺少MEGF10后，星形胶质细胞无法正常“吞噬”突触，会限制运动学习带来的突触强度增强。

进一步实验发现，在小鼠运动学习时，暂时抑制MEGF10的活性，发现小鼠的转棒表现变差，星形胶质细胞对突触的“吞噬”也减少了。

总之，MEGF10不仅能维持突触的基础功能，还能直接影响运动学习时的突触变化，帮助小鼠正常完成运动学习。

图三 多巴胺调控星形胶质细胞突触吞噬差异

纹状体中D1和D2型中型多棘神经元表达不同多巴胺受体，多巴胺水平升高会激活前者、抑制后者。据此作者推测，多巴胺释放受调控时，胶质细胞对两类神经元突触后结构的吞噬可能存在差异。于是改造突触吞噬报告系统并注入转基因小鼠，同时通过化学遗传学方法调控黑质致密部多巴胺能神经元的活性。

结果发现，反复激活多巴胺释放会显著减少星形胶质细胞对D1型神经元突触的吞噬，却增加其对D2型神经元突触的吞噬；而小胶质细胞的吞噬行为无明显变化。

此外，抑制多巴胺能神经元后，两类胶质细胞对两种突触的吞噬均未受影响。

总结

本研究揭示星形胶质细胞 MEGF10 是调控运动学习及多巴胺依赖性纹状体突触可塑性的关键分子，为运动相关疾病与多巴胺系统功能异常提供新靶点。

文章来源：

https://doi.org/10.1038/s41467-026-69129-1

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