周强课题组在神经突触传递领域取得重要研究进展

作者:    时间:2018-10-12 16:16:20    点击率:

       周强课题组近日在自然-通讯科学杂志(Nature Communication)上在线发表了题为“Higher ambient synaptic glutamate at inhibitory versus excitatory neurons differentially impacts NMDA receptor activity”的论文。该论文揭示了在不同类型的神经元上的兴奋性突触的差异,即相对于兴奋性神经元,抑制性神经元上突触的NMDA 受体更多的被细胞外的谷氨酸激活。

       抑制性神经元在大脑的正常功能执行中扮演重要的角色,从感觉信息的精确传递与处理,记忆的形成,到情感功能的调控。此外,在诸多重大神经系统疾病(例如精神分裂、自闭症以及老年痴呆症)中神经系统的抑制性功能显著降低。因此,有效的增强抑制性神经元的功能被认为是一种新型而有效的方式来治疗或阻止这些疾病的发生。但是,直接通过增强突触后的GABA 受体的功能对于治疗这些疾病并没有效果,因此可能需要通过增强突触前的GABA能神经元的功能而达到治疗效果。

       之前周强教授参与的工作发现了一类NMDA 受体的增强剂,其中GNE-8324能够特异性的增强抑制性神经元上的NMDA 受体的功能,而对兴奋性神经元没有作用(2016 Neuron)。这个发现揭示了兴奋性和抑制性神经细胞上的兴奋性突触的差别。周强实验室提出了四种机制解释这种差别:(1)不同的NMDAR 亚基组成;(2)不同的谷氨酸敏感性;(3)突触传递过程中谷氨酸浓度的不同;(4)突触间隙中静息谷氨酸的浓度不同。通过一系列电生理实验,他们确认了只有第四种可能性才能解释兴奋性与抑制性神经元的差异。基于这些发现,他们提出了一个模型:相比于兴奋性神经元,抑制性神经元上突触静息状态下谷氨酸的浓度更高;而这种高浓度是由于抑制性神经元突触周围的星形胶质细胞上谷氨酸转运体GLT-1 的表达量低所引起的。

       这些发现揭示了兴奋性与抑制性神经细胞在神经突触上的差别,现在周强实验室正在研究如何利用这种差异而更加有效的治疗重大神经系统疾病。这一工作也是通过把新发现的药物候选分子作为独特的工具来更好的探索重要生物问题的成功例子。

兴奋性与抑制性神经细胞在神经突触上的差别:低表达的谷氨酸转运体GLT-1导致抑制性神经元上突触在静息状态下谷氨酸的浓度更高。

       本研究是由周强教授指导,博士研究生姚露露与巴黎高师的Teddy Grand博士合作完成,并与Jesse Hanson博士和Pierre Paoletti教授合作。以上工作得到了深圳市科技创新委员会及深圳市孔雀计划的资助。(文字/姚露露)

       论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-018-06512-7/