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星形胶质细胞控制感觉敏锐度

作者:武汉云克隆诊断试剂研究所 2020-10-19T15:40 (访问量:3155)

2020年9月8日,来自韩国延世大学的Eunji Cheong教授和高丽科技大学的Justin Lee教授在Neuron上联合发表了“Astrocytes Control Sensory Acuity via Tonic Inhibition in the Thalamus”的文章。该研究揭示了星形胶质细胞通过紧张性GABA的释放来控制感觉敏锐度。

在这篇文章中,云克隆多克隆抗体(腐胺(Putrescine, PT)polyclonal antibody,PAX051Ge01)再次受到科研工作者的认可,荣登优秀国际期刊。


产品:腐胺(PT)多克隆抗体

货号:PAX051Ge01

物种:通用

宿主:兔

浓度:500μg/mL

研究简介:

感觉信息处理对于识别、反应外部刺激是至关重要的。感官刺激的区分需要各种神经的精细调节。丘脑作为过滤感觉信息的器官,其腹基底核是触觉辨别的关键。腹基底核的丘脑皮层神经元表现出显著的相位性(Phasic)和紧张性(Tonic)GABA(G-aminobutyric acid)电流。

依据 GABA存在的位置和传递方式的不同,GABA介导的电流特性也不相同。GABA存在于突触内,在突触之间传递,介导的是相位性抑制(Phaisc inhibition)电流。若 GABA存在于突触外,如突触间隙、细胞间隙,通过传递作用于突触后膜,介导的则是紧张性抑制(Tonic inhibition)电流。由于 GABA存在的位置和传递方式有所不同,因此相位性抑制电流和紧张性抑制电流有各自的特点。相位性电流是间歇性的,而抑制电流有各自的特点。相位性电流是间歇性的,而 GABA紧张性抑制电流具有持续性的特点。尽管相位性 GABA已被证实来自丘脑网状核中的 GABA能神经元,但是紧张性 GABA的来源尚存争议。之前的研究表明,星形胶质细胞是小脑、海马体和纹状体中紧张性 GABA的非神经元来源。醛脱氢酶 1a1(Aldehyde dehydrogenase 1a1, Aldh1a1)也被证明可以在多巴胺能神经元中合成 GABA,从而介导相位性 GABA。但是,这一发现并未在丘脑星形胶质细胞中得到证实。

为了确定 GABA在丘脑的细胞来源,作者使用全细胞膜片钳技术对腹基底核、丘脑皮层神经元进行研究。实验观察到在使用了 GABAa受体拮抗剂 Gabazine的实验组中,原本自发的相位性 GABA和持续的紧张性 GABA电流被阻断;使用了 V-ATP酶抑制剂 Concanamycin A的实验组自发抑制突触后的电流下降,而紧张性 GABA电流未受影响。这说明紧张性 GABA并非释放于血管。之后,作者使用 Best1基因敲除小鼠测试 GABA电流,发现紧张性 GABA电流选择性降低,相位性 GABA电流则没有改变。作者使用 IHC发现 Best1与 GFP共定位在基腹底核,这说明紧张性 GABA通过Best1在星形胶质细胞中释放。

之后,作者发现在丘脑星形胶质细胞中有自己的一套 GABA合成机制。通过 IHC来识别丘脑星形胶质细胞中合成 GABA的酶,并使用酶抑制剂来观察 GABA的合成。与传统的假设相反,作者发现 GABA在丘脑星形胶质细胞中的合成通过二胺氧化酶(Diamine oxidase, DAO),而不是单胺氧化酶 B(Monoamine oxidase B, MAO-B)。同时,作者还发现醛脱氢酶 1a1(Aldehyde dehydrogenase 1a1, Aldh1a1)同样参与 GABA 的合成,并且 GABA 的合成通过Best1通道释放。

作者研究了几种提升紧张性电流的方法。第一种是使用 Norepinephrine降低腹基核神经元。第二种是增强强直性 GABA的方法是使用光发生工具 optoSTIM1,在蓝光刺激下打开内源性 Orai通道,允许 Ca2+内流。第三种方法是使用 GABAR拮抗剂 THIP。

对于 GABA如何控制触觉,作者给出的解释:紧张性 GABA电流能够对刺激 -反应的动态变化以及 TC神经元的峰值精度进行微调。不仅如此,作者使用带有各种粗粒的砂纸(粒度越小,颗粒越粗;粒度越大,颗粒越细)来比较 Best1、DAO和 Aldh1a1星形细胞敲除小鼠和对照组之间对砂纸辨别能力的区别,发现来自星形胶质细胞的紧张性 GABA电流还可以提升触觉的辨别能力。

云克隆神经系统相关指标

神经系统是机体内对生理功能活动起主导调节作用的系统,主要由神经组织组成,分为中枢神经系统和周围神经系统两大部分。中枢神经系统又包括脑和脊髓,周围神经系统包括脑神经和脊神经。在生物个体中,行使“指挥”和控制身体各组织和器官协调的作用。由于外部因素或者个人遗传因素等造成神经系统损伤,都有可能并发神经系统性疾病,包括:脑血管疾病、周期性麻痹、进行性肌营养不良、强直性肌营养不良、共济失调。神经系统性疾病以目前的医疗水平很难治愈,主要还是靠早期的防治为主,因此,早期诊断,早期干预,对改善神经系统疾病的远期预后具有重要的意义。

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