責(zé)編丨迦溆
神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞是神經(jīng)系統(tǒng)的重要組分，對于神經(jīng)元的發(fā)育、功能和健康至關(guān)重要，其功能異常直接導(dǎo)致各種神經(jīng)精神性疾病。相對于神經(jīng)元，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞一般不形成典型的神經(jīng)突觸結(jié)構(gòu)、細(xì)胞膜電興奮性比較低，因此曾經(jīng)長期被認(rèn)為是“惰性”的組織，通過對神經(jīng)元的支持、保護(hù)和營養(yǎng)等方式發(fā)揮作用。
2020年9月23日，浙江大學(xué)腦科學(xué)與腦醫(yī)學(xué)學(xué)院康利軍教授團(tuán)隊和段樹民院士團(tuán)隊合作，在Neuron發(fā)表了題為“Sensory gliadetect repulsive odorants and drive olfactory adaptation”的研究論文。該研究首次發(fā)現(xiàn)外周神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞可以直接感受環(huán)境氣味刺激，并通過GABA神經(jīng)遞質(zhì)，實時抑制嗅覺神經(jīng)元的活性，從而引起嗅覺適應(yīng)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(zhì)細(xì)胞（amphidsheath glia; AMsh glia）中特異性表達(dá)鈣敏感的熒光蛋白GCaMP5，發(fā)現(xiàn)無論在體還是離體分離培養(yǎng)的AMsh 膠質(zhì)細(xì)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(xué)篩選，研究人員發(fā)現(xiàn)兩種GPCR蛋白SRH-79和STR-61，分別表達(dá)于AMsh 膠質(zhì)細(xì)胞和ASH感覺神經(jīng)元，作為受體蛋白感受氣味分子IAA（isoamyl alcohol；異戊醇），并通過TRP通道和IP3R引起細(xì)胞內(nèi)的鈣升高響應(yīng)。接下來，通過在AMsh 膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)光敏感通道蛋白（CoChR），采用光遺傳學(xué)方法特異性操控AMsh膠質(zhì)細(xì)胞活性，研究人員發(fā)現(xiàn)AMsh膠質(zhì)細(xì)胞被激活以后，能夠通過釋放抑制性神經(jīng)遞質(zhì)GABA，作用于ASH感覺神經(jīng)元上的離子型GABA受體LGC-38，抑制ASH神經(jīng)元對氣味分子的響應(yīng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)氣場環(huán)境（IAA）中動物的嗅覺行為學(xué)模式。有意思的是，如果基因敲除AMsh膠質(zhì)細(xì)胞上的IAA受體SRH-79，AMsh膠質(zhì)細(xì)胞就失去了對IAA氣味適應(yīng)性的調(diào)控能力，但是仍然保持對1-octanol（辛醇）氣味適應(yīng)性的實時調(diào)節(jié)作用，充分說明了AMsh膠質(zhì)細(xì)胞能夠直接感受氣味刺激，并實時調(diào)控嗅覺行為響應(yīng)。
本研究揭示了神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞在感覺生成調(diào)控中的主動、實時的作用，并從分子和環(huán)路水平揭示了嗅覺適應(yīng)性的產(chǎn)生機制，為充分闡明神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的生理功能和感覺適應(yīng)性的生成機制奠定了科學(xué)基礎(chǔ)，并提示神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞及其相關(guān)分子在神經(jīng)精神疾病發(fā)生與相關(guān)藥物開發(fā)中潛在的意義。
據(jù)悉，浙江大學(xué)腦科學(xué)與腦醫(yī)學(xué)學(xué)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。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.08.026
