莘雯博士等揭示少突胶质细胞在调节谷氨酸突触传递中的功能

标题：Cell Reports | 莘雯博士等揭示少突胶质细胞在调节谷氨酸突触传递中的功能

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在中枢神经系统（CNS）内，存在有几种特殊的非神经元细胞类型，这类细胞可以确保神经元的正常生存和功能。其中有一种细胞叫做少突胶质细胞（oligodendrocyte），可以形成髓鞘以包裹神经元轴突，从而保证轴突传导的正常进行。近年来，研究表明除了形成髓鞘外，少突胶质细胞还可发挥其他支持神经元功能的作用，例如在持续的动作电位激发期间向轴突提供代谢底物。

星形胶质细胞（astrocyte）是一种多功能的中枢神经系统细胞，可以调节神经元的活动和突触传递。星形胶质细胞最主要的功能之一是吸收神经元释放的谷氨酸，并通过谷氨酰胺合成酶 (GS) 将其转化为谷氨酰胺。然后，谷氨酰胺再循环到神经元，并用作再合成谷氨酸的前体。这一过程对于维持神经元谷氨酸信号和防止谷氨酸所致兴奋性毒性至关重要。

2019年5月21日，NIH和约翰霍普金斯大学医学院的莘雯博士（现在加州大学旧金山分校）与Antonello Bonci教授在Cell Reports杂志上发表文章Oligodendrocytes support neuronal glutamatergic transmission via expression of glutamine synthetase，发现了少突胶质细胞在调节谷氨酸突触传递中的新功能，与以往研究表明只有星形胶质细胞表达GS不同的是，该研究发现少突胶质细胞也表达高水平的GS。

少突胶质细胞GS的表达受发育调控，并在中枢神经系统的尾侧区域（caudal regions of the CNS）、腹侧中脑（ventral midbrain）和脊髓等结构中富集。为了解少突胶质细胞中GS表达的功能，作者建立了少突胶质细胞中特异性缺乏GS的小鼠模型，发现少突胶质细胞GS缺失不影响髓鞘形成，但显著降低了组织中谷氨酸和谷氨酰胺的水平，使中脑谷氨酸突触传递受损。此外，这些动物在心理刺激引起的运动敏感方面表现出缺陷，而这种行为正需要在中脑中传递谷氨酸信号。

这些结果表明，在中枢神经系统的某些区域，谷氨酸传递需要少突胶质细胞GS，这种功能与髓鞘无关。这些发现与现有的脑谷氨酸稳态的观点有很大的不同，表明在谷氨酸信号受损的脑部病理中，如癫痫、缺血和ALS中，少突胶质细胞是潜在的参与者。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.04.094

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