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Nature:宋洪军夫妇揭示调控成人静息神经干细胞命运的神经回路机制

来自约翰霍普金斯大学医学院的宋红军(Hongjun Song)和明国丽(Guo-Li Ming)是一对科研伉俪,他们早在北京大学求学期间便已相恋,如今在事业上相辅相成,共同在神经科学研究领域取得了一系列重要成果。两人联合署名发表在《细胞》(Cell)、《美国国家科学院院刊》(PNAS)、《自然·神经科学》(Nature Neuroscience)等国际权威学术期刊上的研究论文已达约50篇。

近日,夫妻二人再度在《自然》(Nature)杂志上发表了题为“Neuronal circuitry mechanism regulating adult quiescent neural stem-cell fate decision”的研究论文,揭示了调控成人静息神经干细胞命运的神经回路机制。

成人神经发生起源于特化微环境中的神经干细胞。神经元活性和感觉输入可能作用于这一局部微环境,调控从神经祖细胞增殖到新神经元成熟、突触整合和存活等多个阶段。然而,局部神经回路是否对成人神经干细胞存在直接影响,此前尚不清楚。

在这项研究中,研究人员证实,通过α5β3γ2 GABAA受体,神经递质γ-氨基丁酸(GABA)能够激活成年小鼠海马区表达巢蛋白(nestin)的放射状胶质细胞样静息神经干细胞(RGLs)。包含γ2亚基的GABAA受体在维持成人神经干细胞静息状态中发挥了细胞自主性作用。在成年小鼠海马齿状回单个RGLs中条件性敲除γ2,并对RGL命运选择进行克隆分析,发现细胞快速退出静息状态,促进了对称性自我更新。研究人员发现,RGLs非常接近末端表达67-kDa谷氨酸脱羧酶(GAD67)的小清蛋白阳性(PV+)中间神经元,并对这些神经元释放的GABA有反应。采用光遗传学方法,研究人员证实控制成年齿状回中PV+中间神经元活性(而非生长抑素或血管活性肠肽阳性中间神经元活性)可调控神经干细胞的静息和激活状态。此外,PV+中间神经元激活能够修复社会隔离后的RGL静息状态。

这项新研究确定了微环境细胞、信号与受体三要素,揭示了静息成年神经干细胞对神经元活性和感觉输入做出反应、激活和自我更新的局部回路调控机制。

(生物通:何嫱)

(责任编辑:泉水)