Science:段树民组对胶质细胞突触可塑性机制新发现

段树民研究员

    6月9日出版的《科学》杂志发表了中国科学院神经科学研究所段树民研究小组有关胶质细胞突触具有可塑性的最新研究成果。

    脑内神经细胞包括两类，即神经元和胶质细胞。神经科学家对神经元的信息处理和传递功能进行了广泛而深入地研究，对其机制也有了比较清楚的了解。神经元之间进行信息传递和处理的关键部位是突触，而突触进行信息传递和处理的能力是可以改变的，即具有可塑性。当这种改变一旦发生后并能维持很长的时间，就称为长时程可塑性，被认为是大脑学习和记忆的基础。胶质细胞占总脑细胞的90%，但很长一段时期内人们都认为胶质细胞是一类惰性细胞，象“胶水”一样粘附在神经元周围，主要作用是对神经元起到支持和营养作用，其本身不具备信息传递和处理的功能。

    近年的研究发现神经元与NG2胶质细胞(又称少突胶质前体细胞)之间有直接的突触联系。但这类突触的意义是什么？是否具有可塑性？产生可塑性的机制等重要基本问题还不清楚。

    中国科学院上海生命科学院神经科学研究所段树民研究员及其博士研究生戈鹉平、杨秀娟等经过四年多的研究，发现这类突触的功能也具有可塑性，可以产生长时程增强反应。有意思的是这类突触产生长时程增强反应的机制，和神经元间突触产生可塑性的机制不同。大多数神经元-神经元之间突触产生的长时程增强反应是由于激活了一种叫NMDA的受体，而NG2胶质细胞没有NMDA受体，但这类胶质细胞有一种对钙离子有通透性的AMPA受体，通过激活这类AMPA受体可以在NG2胶质细胞的突触产生长时程增强反应。由于脑内有大量的NG2胶质细胞，而突触的长时程增强反应又被认为与脑的信息处理、储存、及学习记忆等有关，NG2胶质细胞的突触具有可塑性这一发现及其产生机理的阐明，对人们认识脑的工作原理具有重要意义。

上个月段树民组在国际顶级期刊《NEURON》上发表封面文章：突触前Cdc42信号通路介导的沉默突触快速成熟机制研究，刚过去不到一个月的时间，又在《SCIENCE》上发表了胶质领域的有重要影响的文章。

英文摘要：

Interactions between neurons and glial cells in the brain mayserve important functions in the development, maintenance, andplasticity of neural circuits. Fast neuron-glia synaptic transmissionhas been found between hippocampal neurons and NG2 cells, adistinct population of macroglia-like cells widely distributedin the brain. We report that these neuron-glia synapses undergoactivity-dependent modifications analogous to long-term potentiation(LTP) at excitatory synapses, a hallmark of neuronal plasticity.However, unlike the induction of LTP at many neuron-neuron synapses,both induction and expression of LTP at neuron-NG2 synapsesinvolve Ca²⁺-permeable AMPA receptors on NG2 cells

全文链接：

Long-Term Potentiation of Neuron-Glia Synapses Mediated by Ca²⁺-Permeable AMPA Receptors

Woo-Ping Ge, Xiu-Juan Yang, Zhijun Zhang, Hui-Kun Wang, Wanhua Shen, Qiu-Dong Deng, and Shumin Duan
Science 9 June 2006: 1533-1537.
Synapses between hippocampal neurons and nearby glial cells can become stronger after stimulation, just as excitatory neuron-neuron synapses can show long-term potentiation.
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