研究表明星形胶质细胞处理血清素可调节嗅觉感知

贝勒医学院

图片来源：Unsplash/CC0 公共领域

为了享受清晨咖啡和新鲜出炉饼干的香味，或者感知东西烧焦的警示气味，大脑需要神经元和星形胶质细胞这两种细胞密切配合。研究表明，神经元在嗅觉或气味感知过程中会发生大量变化，但星形胶质细胞的反应是什么以及它们如何促进感官体验，目前仍不清楚。

贝勒医学院和合作机构的研究人员在《科学》（Science）杂志上报告了星形胶质细胞对嗅觉刺激的反应，揭示了维持星形胶质细胞-神经元交流和处理嗅觉所需的新机制。

"之前的研究表明，在活体动物的自然条件下，大脑的嗅觉刺激首先会激活神经元，从而改变这些神经元表达的基因，使其能够介导嗅觉，"第一作者、贝勒大学本杰明-德尼恩博士实验室的博士后德波斯米塔-萨尔达博士说。"在这项研究中，我们调查了在嗅觉刺激过程中神经活动后星形胶质细胞发生了什么变化，发现了以前从未描述过的变化"。

嗅觉刺激引发了星形胶质细胞上血清素转运体 Slc22a3 的增加，从而介导了血清素向细胞内的转运。"萨达尔说："我们跟踪了星形胶质细胞内的血清素，惊讶地发现它进入了细胞核，在那里与组蛋白结合，组蛋白附着在DNA上，有助于调节星形胶质细胞的基因表达。"与DNA结合的羟色胺就像一个开关，控制着基因的表达。

有趣的是，5-羟色胺能调节星形胶质细胞基因的表达，这些基因参与神经递质GABA的产生，然后反馈到神经元，调节感官知觉的基本神经回路。

"萨达尔说："我们发现，星形胶质细胞中的转运体Slc22a3丢失后，细胞中的血清素水平会降低，并导致血清素结合的DNA发生改变。"反过来，这又降低了参与GABA合成的基因的表达，减少了星形胶质细胞GABA的释放，从而扰乱了嗅觉的神经回路"。

众所周知，羟色胺有助于大脑的正常功能，也与成瘾和抑郁有关。"在这里，我们发现了血清素在星形胶质细胞中的新功能。血清素引发了星形胶质细胞基因表达模式的变化，使星形胶质细胞成为嗅觉感觉处理的枢纽，"萨达尔说。

"贝勒大学神经外科系教授、Russell J. and Marian K. Blattner博士讲座教授兼癌症神经科学中心主任Deneen说："这个项目揭示了星形胶质细胞功能的新方面。他也是这项研究的通讯作者。"我们了解到星形胶质细胞和神经元一样具有很强的可塑性，这意味着星形胶质细胞可以根据环境刺激改变自身的特征和功能。它们倾听神经元的声音并做出反应，它们的双向交流是感觉处理的核心，最终也是动物行为的核心。

(责任编辑：泉水)

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