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康利军团队/段树民团队合作揭示神经胶质细胞感受环境刺激和调节嗅觉适应性的新机制 精选

已有 2217 次阅读 2020-9-25 11:59 |个人分类:小柯生命|系统分类:论文交流

神经胶质细胞是神经系统的重要组分,对于神经元的发育、功能和健康至关重要,其功能异常直接导致各种神经精神性疾病。相对于神经元,神经胶质细胞一般不形成典型的神经突触结构、细胞膜电兴奋性比较低,因此曾经长期被认为是“惰性”的组织,通过对神经元的支持、保护和营养等方式发挥作用。


2020年9月23日,浙江大学脑科学与脑医学学院康利军教授团队和段树民院士团队合作,在Neuron期刊发表了题为“Sensory glia detect repulsive odorants and drive olfactory adaptation”的研究论文。


该研究首次发现外周神经胶质细胞可以直接感受环境气味刺激,并通过GABA神经递质,实时抑制嗅觉神经元的活性,从而引起嗅觉适应性。


课题研究人员首先在模式生物秀丽隐杆线虫(C. elegans)的化感器鞘状胶质细胞(amphid sheath glia; AMsh glia)中特异性表达钙敏感的荧光蛋白GCaMP5,发现无论在体还是离体分离培养的AMsh 胶质细胞都能够被机械刺激和厌恶性气味分子所激活。

 

通过一系列分子遗传学筛选,研究人员发现两种GPCR蛋白SRH-79和STR-61,分别表达于AMsh 胶质细胞和ASH感觉神经元,作为受体蛋白感受气味分子IAA(isoamyl alcohol;异戊醇),并通过TRP通道和IP3R引起细胞内的钙升高响应。

 

接下来,通过在AMsh 胶质细胞中表达光敏感通道蛋白(CoChR),采用光遗传学方法特异性操控AMsh胶质细胞活性,研究人员发现AMsh胶质细胞被激活以后,能够通过释放抑制性神经递质GABA,作用于ASH感觉神经元上的离子型GABA受体LGC-38,抑制ASH神经元对气味分子的响应,进而调节气场环境(IAA)中动物的嗅觉行为学模式。

 

有意思的是,如果基因敲除AMsh胶质细胞上的IAA受体SRH-79,AMsh胶质细胞就失去了对IAA气味适应性的调控能力,但是仍然保持对1-octanol(辛醇)气味适应性的实时调节作用,充分说明了AMsh胶质细胞能够直接感受气味刺激,并实时调控嗅觉行为响应。

 

本研究揭示了神经胶质细胞在感觉生成调控中的主动、实时的作用,并从分子和环路水平揭示了嗅觉适应性的产生机制,为充分阐明神经胶质细胞的生理功能和感觉适应性的生成机制奠定了科学基础,并提示神经胶质细胞及其相关分子在神经精神疾病发生与相关药物开发中潜在的意义。


浙江大学脑科学与脑医学学院康利军教授和段树民院士是本文的共同通讯作者,博士研究生段夺、张虎、岳晓敏和范月丹是论文共同第一作者。该研究得到了浙江大学徐素宏教授、王志萍教授、中国科技大学温泉教授、澳大利亚莫纳什大学刘杰教授等团队的支持。该研究主要受国家自然科学基金、国家重点研发项目、中国博士后科学基金、中国博士后创新人才支持计划、广东省科技计划项目和中央高校基本科研业务费等资助。

 

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.08.026




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1 黄永义

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