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研究發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)細(xì)胞參與調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜自發(fā)活動波

作者:宋檢 時間:2022-12-08 來源:互聯(lián)網(wǎng)

6月4日,《細(xì)胞-報(bào)告》期刊在線發(fā)表了中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)**創(chuàng)新中心(神經(jīng)科學(xué)研究所)、上海腦科學(xué)與類腦研究中心、神經(jīng)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室杜久林研究組題為《穆勒膠質(zhì)細(xì)胞通過谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體和AMPA受體參與視網(wǎng)膜自發(fā)活動波》的研究論文。該研究通過在發(fā)育早期斑馬魚上進(jìn)行在體鈣成像和電生理記錄,發(fā)現(xiàn)穆勒膠質(zhì)細(xì)胞分別通過AMPA受體和谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體參與和調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜自發(fā)活動波。

 

在發(fā)育早期的視網(wǎng)膜中,相鄰神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(視網(wǎng)膜的第三級細(xì)胞)會發(fā)生波狀傳播的自發(fā)神經(jīng)活動,這種現(xiàn)象被稱為視網(wǎng)膜自發(fā)活動波。對于視網(wǎng)膜波的研究已有近30年,已知視網(wǎng)膜波能通過視神經(jīng)傳遞到中樞視覺系統(tǒng),對視覺系統(tǒng)拓?fù)渫渡錁由窠?jīng)通路的精確形成至關(guān)重要。然而,視網(wǎng)膜波的來源以及如何被調(diào)節(jié)仍不清楚。在杜久林組的早期工作中 (Nature Communications 2016, 7:12650),他們首次發(fā)現(xiàn)雙*細(xì)胞軸突末梢以NMDA自受體依賴的放大機(jī)制介導(dǎo)了谷氨酸能視網(wǎng)膜波的發(fā)生。

 

穆勒膠質(zhì)細(xì)胞是脊椎動物視網(wǎng)膜中一種主要的膠質(zhì)細(xì)胞,其橫跨整個視網(wǎng)膜,并與臨近視網(wǎng)膜神經(jīng)元形成緊密連接,調(diào)節(jié)視覺信號的傳遞,維持視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)。然而,對于其在發(fā)育早期中的功能所知甚少。研究者利用全細(xì)胞膜片鉗記錄、鈣成像等多種在體研究技術(shù),發(fā)現(xiàn)3天的幼年斑馬魚的穆勒膠質(zhì)細(xì)胞具有自發(fā)的波狀活動,且與雙*細(xì)胞和神經(jīng)節(jié)細(xì)胞上的視網(wǎng)膜波具有相同的時空特性。藥理實(shí)驗(yàn)證明,穆勒膠質(zhì)細(xì)胞上的視網(wǎng)膜波依賴于雙*細(xì)胞的谷氨酸信號。進(jìn)一步,研究者結(jié)合全細(xì)胞記錄和藥理手段,發(fā)現(xiàn)穆勒膠質(zhì)細(xì)胞的突起上表達(dá)有膠質(zhì)細(xì)胞特有的谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體以及AMPA受體。阻斷AMPA受體能消除視網(wǎng)膜波發(fā)生時穆勒膠質(zhì)細(xì)胞上的鈣活動;而功能性上調(diào)或下調(diào)膠質(zhì)細(xì)胞谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體則會影響神經(jīng)節(jié)細(xì)胞上視網(wǎng)膜波的發(fā)生。綜上所述,穆勒膠質(zhì)細(xì)胞通過AMPA受體可檢測到視網(wǎng)膜自發(fā)活動波的發(fā)生,并通過谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜波的發(fā)生和傳播。

 

這項(xiàng)工作在杜久林指導(dǎo)下,主要由副研究員張榮偉完成,同時得到杜文杰和加州理工大學(xué)教授David Prober的支持。該工作受到上海市科技重大專項(xiàng)、國家自然基金面上項(xiàng)目、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、中科院青年促進(jìn)會項(xiàng)目、上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人項(xiàng)目等的支持。

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