1月24日Journal Club
主講人:杜旭飛
內(nèi)容:靜息態(tài)小膠質(zhì)細胞+神經(jīng)系統(tǒng)早期發(fā)育的晝夜節(jié)律
時間地點: 2013.01.24(本周四)晚18:30-19:30,神經(jīng)所430
本學(xué)期最后一期Journal Club,我們請到杜久林組的杜旭飛師姐來我給我們講她碩博期間的工作,歡迎感興趣的同學(xué)前來共同討論。
杜師姐所講內(nèi)容簡介:
我主要介紹我博士期間的兩部分工作:
1. 小膠質(zhì)細胞是大腦中最主要的免疫效應(yīng)細胞。在病理狀態(tài)下,它們受到腦損傷的應(yīng)激而轉(zhuǎn)變成活化狀態(tài)并參與廢物清除、炎癥反應(yīng)和組織修復(fù)過程。目前人們對活化小膠質(zhì)細胞的功能和相關(guān)機制已有深入的研究和理解。在生理狀態(tài)下,小膠質(zhì)細胞絕大多數(shù)時間都處在“靜息”狀態(tài)―在保持胞體位置不變的同時伴隨著許多細胞突起不斷地在周圍腦組織中延伸和收縮。這種高度動態(tài)性的靜息態(tài)小膠質(zhì)細胞是否以及如何與神經(jīng)元發(fā)生功能的相互作用還不清楚。我們運用在體斑馬魚幼魚長時間成像技術(shù),通過同時觀察視頂蓋靜息態(tài)小膠質(zhì)細胞突起的運動以及周圍神經(jīng)元的電活動,研究了兩者之間的相互作用。我們發(fā)現(xiàn),谷氨酸解籠鎖誘導(dǎo)的局部神經(jīng)元電活動的升高可以引導(dǎo)靜息態(tài)小膠質(zhì)細胞突起的運動方向,使它們朝向電活動升高的神經(jīng)元的胞體運動,并促進它們與神經(jīng)元胞體形成緊密接觸。這一過程需要神經(jīng)元上表達的 Pannexin-1 通道以及小膠質(zhì)細胞中小 Rho GTP 酶 Rac 蛋白的激活。反過來,這種靜息態(tài)小膠質(zhì)細胞-神經(jīng)元緊密接觸可以下調(diào)被接觸神經(jīng)元的自發(fā)電活動以及視覺反應(yīng)。這些結(jié)果表明在健康腦中,神經(jīng)元電活動可以引導(dǎo)靜息態(tài)小膠質(zhì)細胞的動態(tài)運動,而小膠質(zhì)細胞可以穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)神經(jīng)元活動。
2.生物鐘系統(tǒng)協(xié)調(diào)著動物廣泛的生理和行為過程,以使其適應(yīng)外界環(huán)境的周期變化。在成年動物大腦中,生物鐘可以調(diào)節(jié)突觸的結(jié)構(gòu)可塑性,但是生物鐘能否調(diào)節(jié)發(fā)育早期神經(jīng)環(huán)路建成中最基本的突觸發(fā)生過程,至今還不清楚。我們首先制備了在視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞(RGC)中表達突觸前標(biāo)志蛋白Synaptophysin的雙轉(zhuǎn)基因斑馬魚品系。通過對轉(zhuǎn)基因斑馬魚幼魚單個視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞軸突上所有的突觸前puncta進行在體雙光子長時間time-lapse成像,我們研究了在斑馬魚受精后4 ?C 6天的晝夜循環(huán)中,RGC?C視頂蓋突觸發(fā)生的動態(tài)變化。發(fā)現(xiàn)突觸發(fā)生的速率隨晝夜循環(huán)呈現(xiàn)振蕩變化:在白天達到峰值,夜晚達到低谷。這一振蕩在持續(xù)亮和持續(xù)暗的光照條件下也能夠維持,表明晝夜節(jié)律參與調(diào)節(jié)RGC?C視頂蓋突觸發(fā)生。進一步研究發(fā)現(xiàn),突觸發(fā)生的晝夜節(jié)律性是由于突觸形成速率在白天比在晚上高,而不是由于突觸消除速率的變化。我們的研究表明中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育早期的突觸發(fā)生過程具有晝夜節(jié)律性,且晝夜節(jié)律選擇性地調(diào)節(jié)突觸形成而不調(diào)節(jié)突觸消除。