周強(qiáng)課題組在神經(jīng)突觸傳遞領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展
周強(qiáng)課題組近日在自然-通訊科學(xué)雜志(Nature Communication)上在線發(fā)表了題為“Higher ambient synaptic glutamate at inhibitory versus excitatory neurons differentially impacts NMDA receptor activity”的論文。該論文揭示了在不同類型的神經(jīng)元上的興奮性突觸的差異，即相對于興奮性神經(jīng)元，抑制性神經(jīng)元上突觸的NMDA 受體更多的被細(xì)胞外的谷氨酸激活。
抑制性神經(jīng)元在大腦的正常功能執(zhí)行中扮演重要的角色，從感覺信息的精確傳遞與處理，記憶的形成，到情感功能的調(diào)控。此外，在諸多重大神經(jīng)系統(tǒng)疾?。ɡ缇穹至?、自閉癥以及老年癡呆癥）中神經(jīng)系統(tǒng)的抑制性功能顯著降低。因此，有效的增強(qiáng)抑制性神經(jīng)元的功能被認(rèn)為是一種新型而有效的方式來治療或阻止這些疾病的發(fā)生。但是，直接通過增強(qiáng)突觸后的GABA 受體的功能對于治療這些疾病并沒有效果，因此可能需要通過增強(qiáng)突觸前的GABA能神經(jīng)元的功能而達(dá)到治療效果。
之前周強(qiáng)教授參與的工作發(fā)現(xiàn)了一類NMDA 受體的增強(qiáng)劑，其中GNE-8324能夠特異性的增強(qiáng)抑制性神經(jīng)元上的NMDA 受體的功能，而對興奮性神經(jīng)元沒有作用（2016 Neuron）。這個發(fā)現(xiàn)揭示了興奮性和抑制性神經(jīng)細(xì)胞上的興奮性突觸的差別。周強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室提出了四種機(jī)制解釋這種差別：（1）不同的NMDAR 亞基組成；（2）不同的谷氨酸敏感性；（3）突觸傳遞過程中谷氨酸濃度的不同；（4）突觸間隙中靜息谷氨酸的濃度不同。通過一系列電生理實(shí)驗(yàn)，他們確認(rèn)了只有第四種可能性才能解釋興奮性與抑制性神經(jīng)元的差異?；谶@些發(fā)現(xiàn)，他們提出了一個模型：相比于興奮性神經(jīng)元，抑制性神經(jīng)元上突觸靜息狀態(tài)下谷氨酸的濃度更高；而這種高濃度是由于抑制性神經(jīng)元突觸周圍的星形膠質(zhì)細(xì)胞上谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體GLT-1 的表達(dá)量低所引起的。
這些發(fā)現(xiàn)揭示了興奮性與抑制性神經(jīng)細(xì)胞在神經(jīng)突觸上的差別，現(xiàn)在周強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室正在研究如何利用這種差異而更加有效的治療重大神經(jīng)系統(tǒng)疾病。這一工作也是通過把新發(fā)現(xiàn)的藥物候選分子作為獨(dú)特的工具來更好的探索重要生物問題的成功例子。
興奮性與抑制性神經(jīng)細(xì)胞在神經(jīng)突觸上的差別：低表達(dá)的谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體GLT-1導(dǎo)致抑制性神經(jīng)元上突觸在靜息狀態(tài)下谷氨酸的濃度更高。
本研究是由周強(qiáng)教授指導(dǎo)，博士研究生姚露露與巴黎高師的Teddy Grand博士合作完成，并與Jesse Hanson博士和Pierre Paoletti教授合作。以上工作得到了深圳市科技創(chuàng)新委員會及深圳市孔雀計劃的資助。（文字/姚露露）
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-06512-7/
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