• 浙大學者發現“久居蘭室而不聞其香”的新奧秘

    發布時間:2020-09-29來源:浙大新聞辦

    山寺月中尋桂子,郡亭枕上看潮頭?!泵磕昃攀路莸暮汲?,到處都充盈著桂花的香氣。隨著時間的推移,大家總會覺得香氣越來越淡了。除了桂花自然凋落的客觀原因外,其實人的嗅覺適應性也起了很大的作用。正所謂“久居蘭室而不聞其香”,神經系統對外界刺激的響應,會隨著時間的拉伸而降低。

    一直以來,科學界都認為嗅覺適應性是由神經系統中的神經元“麻痹”所造成的。近日,浙江大學腦科學與腦醫學學院康利軍教授團隊和段樹民院士團隊合作,在國際知名期刊《神經元》(Neuron)發表了題為“Sensory glia detect repulsive odorants and drive olfactory adaptation”的研究論文。該研究首次發現外周神經膠質細胞可以直接感受環境氣味刺激,并通過GABA神經遞質,實時抑制嗅覺神經元的活性,從而引起嗅覺適應性。這一研究開拓了人們對膠質細胞功能的認知。

    論文共同第一作者為浙江大學腦科學與腦醫學學院博士研究生段奪、張虎、岳曉敏和范月丹,共同通訊作者為康利軍教授和段樹民院士。


    讓氣味“歸零”

    神經膠質細胞是神經系統的重要組分,對于神經元的發育、功能和健康至關重要,其功能異常直接導致各種神經精神性疾病。相對于神經元,神經膠質細胞一般不形成典型的神經突觸結構、細胞膜電興奮性比較低,因此曾經長期被認為是“惰性”的組織,通過對神經元的支持、保護和營養等方式發揮作用。

    膠質細胞與神經元如同一對孿生兄弟相伴而生?!耙郧暗睦斫?,遇到刺激是神經元沖鋒在最前面,而膠質細胞則比較惰性,不那么活躍?!笨道娊榻B。

    但這次他們通過實驗發現,膠質細胞可以直接感受氣味,同時還可以通過感知氣味產生嗅覺適應。

    異戊醇是一種脂溶性物質,天然以酯的形式存在于草莓、薄荷及朗姆酒等中,可作食用香料,也是制作香水的原料,當濃度低時芳香四溢,而濃度過高時則是發出臭味??道姾投螛涿窈献鲌F隊通過高濃度的異戊醇對模式生物秀麗隱桿線蟲的頭部化感器進行刺激,發現了嗅覺神經元和膠質細胞的鈣離子都升高,而且都可以獨立感受到這個氣味。

    與此同時,科研人員通過一系列的實驗發現,膠質細胞在感受到外界刺激后,還會釋放出具有抑制性的GABA神經遞質,進而控制神經元使其對氣味的敏銳度降低?!澳z質細胞的這個主動作為,讓神經元對重復性或持續性刺激變得反應遲鈍,產生了環境適應性?!笨道娬f,這就好像是一個電子歸零器,雖然已經有了刺激的信息但都被削弱了,進而減緩甚至不產生對刺激的響應?!氨憩F為雖然有氣味,但是聞不出來了?!?/span>

    圖:膠質細胞和神經元共同編碼嗅覺信息


    有助于研究神經精神疾病發生機理與相關藥物開發

    神經細胞的特征在于要張弛有度,如果始終處于激活的過度興奮也不利于神經元功能的維持,因此信息的歸零顯得尤為必要??道姳硎?,對膠質細胞功能的新認知,對于未來通過膠質細胞調控神經元和神經功能開拓了新思路。例如,對于阿爾茲海默癥等產生的嗅覺退化和感覺功能障礙,就可以開拓新的藥物分子靶標。

    這項研究揭示了神經膠質細胞在感覺生成調控中的主動、實時的作用,并從分子和環路水平揭示了嗅覺適應性的產生機制,為充分闡明神經膠質細胞的生理功能和感覺適應性的生成機制奠定了科學基礎,并提示神經膠質細胞及其相關分子在神經精神疾病發生與相關藥物開發中潛在的意義。

    該研究得到了浙江大學徐素宏教授、王志萍教授、中國科技大學溫泉教授、澳大利亞莫納什大學劉杰教授等團隊的支持。該研究主要受國家自然科學基金、國家重點研發項目、中國博士后科學基金、中國博士后創新人才支持計劃、廣東省科技計劃項目和中央高?;究蒲袠I務費等資助。

    (文  柯溢能 /攝影 盧紹慶 部分圖片由課題組提供)

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