神經(jīng)元電活動可以調(diào)控靜息態(tài)小膠質(zhì)細(xì)胞運(yùn)動
來自中科院上海生科院神經(jīng)所的研究人員采用活體共聚焦和雙光子成像等多種技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了靜息態(tài)
小膠質(zhì)細(xì)胞與神經(jīng)元之間的雙向功能調(diào)節(jié)，這證明了神經(jīng)元電活動可以調(diào)控靜息態(tài)小膠質(zhì)細(xì)胞
的運(yùn)動，并揭示了小膠質(zhì)細(xì)胞對神經(jīng)元活動的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)，為神經(jīng)-免疫交叉領(lǐng)域提供了新的研究思
路。相關(guān)成果公布在Developmental Cell雜志上。

文章的通訊作者是上海生科院神經(jīng)所杜久林研究員，其早年畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，之后曾在東
京大學(xué)，和美國加州大學(xué)伯克利分校分子與細(xì)胞生物學(xué)系進(jìn)行研究工作。主要研究方向是多信道感
覺整合與行為的神經(jīng)機(jī)制，以及神經(jīng)活動對血液循環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機(jī)制。這項(xiàng)研究得到了*973
計(jì)劃和重大科學(xué)研究計(jì)劃、*“百人計(jì)劃”、上海市“浦江人才”計(jì)劃和基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)
目等基金資助。

小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中重要的免疫效應(yīng)細(xì)胞。在病理狀態(tài)下，小膠質(zhì)細(xì)胞會迅速的激活，變
成阿米巴形態(tài)，遷移并參與到一系列免疫反應(yīng)及組織修復(fù)過程中。在生理狀態(tài)下，小膠質(zhì)細(xì)胞處于
“靜息”狀態(tài)，在保持胞體位置不變的同時伴隨著許多細(xì)胞突起不斷地伸縮以探尋周圍的環(huán)境。長
期以來，關(guān)于靜息態(tài)小膠質(zhì)細(xì)胞的作用以及它與環(huán)境中神經(jīng)元發(fā)生緊密接觸的功能意義所知甚少。

在該項(xiàng)研究中，研究人員以斑馬魚為模式動物，運(yùn)用活體共聚焦和雙光子成像、谷氨酸解籠鎖技術(shù)
、活體電生理記錄、熒光能量共振轉(zhuǎn)移成像等方法，發(fā)現(xiàn)了靜息態(tài)小膠質(zhì)細(xì)胞與神經(jīng)元之間的雙向
功能調(diào)節(jié)。

他們首先在斑馬魚幼魚中同時對小膠質(zhì)細(xì)胞形態(tài)以及神經(jīng)元電活動進(jìn)行長時程在體成像觀察，發(fā)現(xiàn)
神經(jīng)元電活動升高可以吸引靜息態(tài)小膠質(zhì)細(xì)胞的突起朝向電活動高的神經(jīng)元運(yùn)動并且促進(jìn)它們之間
形成緊密接觸。在這個過程中，神經(jīng)元表達(dá)的Pannexin-1通道以及小膠質(zhì)細(xì)胞中的Rac蛋白起到至
關(guān)重要的作用。

研究人員還進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這種靜息態(tài)小膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元間的緊密接觸可以反過來下調(diào)被接觸
神經(jīng)元的自發(fā)性電活動以及視覺反應(yīng)。這項(xiàng)工作證明了神經(jīng)元電活動可以調(diào)控靜息態(tài)小膠質(zhì)細(xì)
胞的運(yùn)動，并揭示了小膠質(zhì)細(xì)胞對神經(jīng)元活動的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)，為神經(jīng)-免疫交叉領(lǐng)域提供了新的研究
思路。

上海生科院神經(jīng)所近期還在PNAS雜志上發(fā)表文章，深入剖析了一種復(fù)雜的視覺神經(jīng)過程，指出真實(shí)
運(yùn)動能影響大腦皮層對雙穩(wěn)態(tài)視運(yùn)動作出的應(yīng)答反應(yīng)，這將有助于進(jìn)一步探索視覺神經(jīng)作用機(jī)制。

研究人員利用電壓敏感性染料成像（voltage-sensitive dye，VSD）技術(shù)，在清醒小鼠中檢測初級
視皮層（V1）的時空活動。

結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)，一個短暫的真實(shí)運(yùn)動刺激能瞬時影響皮層，對隨后的朝著代表真實(shí)運(yùn)動的時空模式
視運(yùn)動，作出應(yīng)答。而且研究人員也對麻醉小鼠進(jìn)行了分析，V1神經(jīng)元的細(xì)胞內(nèi)記錄也表明，在代
表實(shí)際運(yùn)動途徑的神經(jīng)元中，出現(xiàn)了一個相似的閾下去極化增長。研究人員認(rèn)為這種早期視覺環(huán)路
中的短期可塑性，也許有助于雙穩(wěn)態(tài)視覺的啟動效應(yīng)。