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康利軍/段樹民合作團隊在《Neuron》發表論文,揭示神經膠質細胞感受環境刺激和調節嗅覺適應性的新機制

來源:醫藥學部 發布日期:2020-09-24 訪問次數:0

神經膠質細胞是神經系統的重要組分,對于神經元的發育功能和健康至關重要,其功能異常直接導致各種神經精神性疾病。相對于神經元,神經膠質細胞一般不形成典型的神經突觸結構、細胞膜電興奮性比較低,因此曾經長期被認為是“惰性”的組織,通過對神經元的支持保護營養等方式發揮作用。

2020923日,手机彩票网腦科學與腦醫學學院康利軍教授團隊和段樹民院士團隊合作,在Neuron期刊發表了題為“Sensory glia detect repulsive odorants and drive olfactory adaptation”的研究論文。該研究首次發現外周神經膠質細胞可以直接感受環境氣味刺激,并通過GABA神經遞質,實時抑制嗅覺神經元的活性,從而引起嗅覺適應性。

課題研究人員首先在模式生物秀麗隱桿線蟲(C. elegans)的化感器鞘狀膠質細胞(amphid sheath glia; AMsh glia)中特異性表達鈣敏感的熒光蛋白GCaMP5,發現無論在體還是離體分離培養的AMsh 膠質細胞都能夠被機械刺激和厭惡性氣味分子所激活。通過一系列分子遺傳學篩選,研究人員發現兩種GPCR蛋白SRH-79STR-61,分別表達于AMsh 膠質細胞和ASH感覺神經元,作為受體蛋白感受氣味分子IAAisoamyl alcohol;異戊醇),并通過TRP通道和IP3R引起細胞內的鈣升高響應。接下來,通過在AMsh 膠質細胞中表達光敏感通道蛋白(CoChR),采用光遺傳學方法特異性操控AMsh膠質細胞活性,研究人員發現AMsh膠質細胞被激活以后,能夠通過釋放抑制性神經遞質GABA,作用于ASH感覺神經元上的離子型GABA受體LGC-38,抑制ASH神經元對氣味分子的響應,進而調節氣場環境(IAA)中動物的嗅覺行為學模式。有意思的是,如果基因敲除AMsh膠質細胞上的IAA受體SRH-79AMsh膠質細胞就失去了對IAA氣味適應性的調控能力,但是仍然保持對1-octanol(辛醇)氣味適應性的實時調節作用,充分說明了AMsh膠質細胞能夠直接感受氣味刺激,并實時調控嗅覺行為響應。

本研究揭示了神經膠質細胞在感覺生成調控中的主動實時的作用,并從分子和環路水平揭示了嗅覺適應性的產生機制,為充分闡明神經膠質細胞的生理功能和感覺適應性的生成機制奠定了科學基礎,并提示神經膠質細胞及其相關分子在神經精神疾病發生與相關藥物開發中潛在的意義。

手机彩票网腦科學與腦醫學學院康利軍教授和段樹民院士是本文的共同通訊作者,博士研究生段奪、張虎、岳曉敏和范月丹是論文共同第一作者。該研究得到了手机彩票网徐素宏教授、王志萍教授、中國科技大學溫泉教授、澳大利亞莫納什大學劉杰教授等團隊的支持。該研究主要受國家自然科學基金、國家重點研發項目、中國博士后科學基金、中國博士后創新人才支持計劃、廣東省科技計劃項目和中央高校基本科研業務費等資助。


論文鏈接:

Duo Duan*, Hu Zhang*, Xiaomin Yue*, Yuedan Fan*, Yadan Xue, Jiajie Shao, Gang Ding, Du Chen, Shitian Li, Hankui Cheng, Xiaoyan Zhang, Wenjuan Zou, Jia Liu, Jian Zhao, Linmei Wang, Bingzhen Zhao, Zhiping Wang, Suhong Xu, Quan Wen, Jie Liu, Shumin Duan#, Lijun Kang#. Sensory glia detect repulsive odorant and drive olfactory adaptation. Neuron, 2020 Sep 23.