改写教科书！Nature 研究在大脑发现一类全新细胞，传统功能「二合一」！

以下文章来源于学术经纬 ，作者学术经纬

根据现有的神经科学发现，我们大脑中的细胞主要可分为两大类。一类是能够联络整合输入信息、并将信息传递出去的神经元。位于不同脑区的神经元参与不同的功能，如海马体的神经元通过形成新连接参与记忆形成，而运动皮层的神经元可以发出肌肉收缩指令，指挥每一个动作。

另一类则属于神经胶质细胞。这类细胞广泛分布于神经元周围，起着连接和支持作用，同时也会参与营养物质分配、修复和细胞吞噬过程，常被认为相当于神经元的后勤部队。

至今为止，科学界主流仍认为这两大类细胞是完备大脑功能的基石。如今，《自然》的一篇重磅论文可能要改写认知了。研究者在两类细胞之间发现了第三类细胞。严格来说，这类细胞是介于两类细胞之间的一种「杂交」细胞，它既有星形胶质细胞的特征，又可以表达参与突触传递所需的分子。

在神经胶质细胞中，星形胶质细胞有着特殊之处，因为它们常常紧挨着神经元的突触，也让一些研究怀疑它们可能参与了突触功能。比如星形胶质细胞谷氨酸胞吐（astrocyte glutamate exocytosis）假说就认为，随着快速释放谷氨酸，星形胶质细胞能够调节突触的兴奋、弹性和同步活动。不过，另外有些研究数据却并不支持这一推测，该假说也一直没有直接证据证明。

为了揭开这一谜团，瑞士洛桑大学的研究者重新分析了星形胶质细胞中的各种分子，尤其是看有没有一些分子与谷氨酸释放有关或者所需，如果存在这些分子，那么就很可能参与了突触功能。

▲研究确认了一种全新的星形胶质细胞类型（

来源：参考资料 [2]）

根据单细胞转录组分析结果，作者在海马体中找到有一类拥有星形胶质细胞特征谱的细胞，它们的转录本中会高度表达囊泡膜谷氨酸转运体（VGLUT），这种蛋白对谷氨酸的释放是必需的，此外还有一些蛋白分子与谷氨酸能囊泡（glutamatergic vesicle）相关，也会参与细胞间的通讯。

借助谷氨酸成像技术，作者在体内定位到了这些星形胶质细胞亚群。可以确认的是，它们可以对选择性刺激做出反应，实现谷氨酸的快速释放，并且能够在限定的区域内进行释放。

这种新细胞被归类于谷氨酸能星形胶质细胞，可以通过谷氨酸释放来对周围的突触传递和神经回路产生影响，如果敲除掉其中的 VGLUT 蛋白，那么这些细胞就会失去调控周围神经元活性的能力。

▲破坏谷氨酸能星形胶质细胞会使小鼠记忆功能受损，也会使诱导癫痫更严重（

来源：参考资料 [2]）

根据小鼠的实验结果，谷氨酸能星形胶质细胞失活后，与记忆相关的神经过程「长时程增强」会受损，小鼠的记忆也会变差。除此之外，缺乏 VGLUT 的小鼠更容易被诱导产生严重的癫痫，相同诱导条件下，实验小鼠比对照小鼠发生癫痫的频率更高，单次癫痫持续时间也更长。

这些结果也让谷氨酸能星形胶质细胞成为了全新的疾病治疗靶点，「在神经元和胶质细胞之间，我们有了一种新的细胞可以针对，」研究通讯作者 Andrea Volterra 教授表示，研究团队计划未来探索谷氨酸能星形胶质细胞在阿尔茨海默病中的作用，以及能否用于帮助治疗帕金森病等神经系统疾病。

参考资料：

[1] The discovery of a new kind of cell shakes up neuroscience. Retrieved Sep, 6 , 2023 from https://www.eurekalert.org/news-releases/1000334

[2] Specialized astrocytes mediate glutamatergic gliotransmission in the CNS. Nature (2023). DOI: http://dx.doi.org/10.1038/s41586-023-06502-w

转自：“丁香学术”微信公众号

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