在大脑复杂的神经血管耦合(Neurovascular Coupling, NVC)机制中,神经元活动如何精确调控局部脑血流(CBF)一直是神经科学领域的核心课题。近期发表于《Nature Communications》的一项研究,深入探讨了生长抑素(Somatostatin, SST)表达的中间神经元在调节脑血管舒张中的双重作用机制,揭示了神经元与胶质细胞之间精密的信号传递网络。
研究团队通过光遗传学手段特异性激活皮层中的SST中间神经元,并结合双光子成像技术实时监测血管直径变化。实验结果显示,SST神经元的激活能够引发显著的血管舒张效应,且该过程呈现出明显的时相性特征。在激活后的早期阶段,血管舒张主要依赖于一氧化氮(NO)信号通路;而在随后的延迟阶段,则表现为星形胶质细胞介导的特定血管舒张反应。
进一步的机制分析表明,SST神经元释放的神经递质不仅直接作用于血管平滑肌细胞,还通过激活星形胶质细胞内的钙信号传导,促进血管活性物质的释放。这一发现打破了以往认为抑制性神经元仅通过单一路径调节血管的传统认知,强调了神经元-胶质细胞交互作用在维持脑血流稳态中的协同效应。
该研究不仅在生理学层面细化了NVC的信号通路模型,还为临床上研究癫痫、阿尔茨海默病等伴随脑血流异常的神经系统疾病提供了重要参考。通过解析SST神经元在不同时间尺度下的血管调节逻辑,科学家们能够更深入地理解大脑如何根据代谢需求动态分配血流资源。
Journal Reference: Somatostatin-expressing interneurons induce early NO-driven and late specific astrocyte-mediated vasodilation. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-024-48293-x