
2024年12月1日,《神经科学杂志》以封面文章形式发表了中国科学院上海生命科学研究院神经所树突发育与神经环路形成研究组的最新成果。论文题为“突触后神经元放电稳态性诱导细胞自主调控抑制性输入的逆向信号机制”,由博士研究生彭懿蓉和曾思禹在于翔研究员指导下完成。
该研究系统揭示了发育期神经网络在电活动增强时,抑制性突触传递的稳态调控机制。以往关于稳态可塑性的研究多聚焦于兴奋性突触,而抑制性突触的调控机制鲜有深入报道。研究团队在体外培养的海马神经元中发现,持续增强神经元电活动4小时即可诱导抑制性突触传递的稳态上调,且该过程显著早于兴奋性突触的变化。抑制性突触传递的稳态调节依赖于突触后神经元自身电活动的变化,属于细胞自主调节方式。
机制上,突触后神经元通过分泌脑源性神经营养因子(BDNF),逆向作用于突触前的抑制性神经末梢,增强其抑制性突触输入。这一发现首次明确了抑制性突触稳态调控的逆向信号机制。进一步,研究人员在幼年大鼠体内通过腹腔注射红藻氨酸增强神经电活动,证实海马CA1区域锥体神经元同样出现抑制性突触传递的稳态调控。
本研究提示,抑制性突触传递的自治性稳态调控是神经元应对网络电活动增强的快速代偿性保护反应,有助于维持神经环路的稳定与功能。该成果为理解神经网络发育、可塑性及相关疾病机制提供了重要理论基础。
该工作获得中国科学院、科技部和国家自然科学基金资助。