中國科學院上海生命科學研究院神經科學研究所

科研成果

小膠質細胞生理功能

2012年11月29日， Developmental Cell在線發表了中科院上海生科院神經所杜久林研究組題為《靜息態小膠質細胞與神經元之間的雙向功能調節》的研究論文。該工作由博士生李瑩和杜旭飛在杜久林研究員的指導下共同完成。

小膠質細胞是中樞神經系統中重要的免疫效應細胞。在病理狀態下，小膠質細胞會迅速的激活，變成阿米巴形態，遷移並參與到一系列免疫反應及組織修復過程中。在生理狀態下，小膠質細胞處於“靜息”狀態，在保持胞體位置不變的同時伴隨著許多細胞突起不斷地伸縮以探尋周圍的環境。長期以來，關於靜息態小膠質細胞的作用以及它與環境中神經元發生緊密接觸的功能意義所知甚少。

在該項研究中，作者以斑馬魚為模式動物，運用活體共聚焦和雙光子成像、谷氨酸解籠鎖技術、活體電生理記錄、熒光能量共振轉移成像等方法，發現了靜息態小膠質細胞與神經元之間的雙向功能調節。他們首先在斑馬魚幼魚中同時對小膠質細胞形態以及神經元電活動進行長時程在體成像觀察，發現神經元電活動升高可以吸引靜息態小膠質細胞的突起朝向電活動高的神經元運動並且促進它們之間形成緊密接觸。在這個過程中，神經元表達的Pannexin-1通道以及小膠質細胞中的Rac蛋白起到至關重要的作用。進一步研究發現，這種靜息態小膠質細胞和神經元間的緊密接觸可以反過來下調被接觸神經元的自發性電活動以及視覺反應。

該工作首次證明了神經元電活動可以調控靜息態小膠質細胞的運動，並揭示了小膠質細胞對神經元活動的穩態調節，為神經-免疫交叉領域提供了新的研究思路。

該研究工作受到科技部973計劃和重大科學研究計劃、中國科學院“百人計劃”、上海市“浦江人才”計劃和基礎研究重大項目等基金資助。