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    Cell Rep:中科院深圳先进院王立平研究组等揭示大脑胶质细胞调控机制

    摘要 : 2017年11月28日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Cell Reports》杂志在线发表了中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所王立平团队和香港城市大学李婴团队合作的一篇研究论文,论文报道了大脑胶质细胞对疼痛导致的决策认知障碍调控机制。

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    决策是大脑最基本的认知功能之一,很多脑疾病会导致决策认知功能障碍。临床上已经发现很多慢性疾病,如慢性疼痛等会严重损伤大脑的这一功能。因此,找到慢性疼痛导致决策能力障碍的神经细胞和分子靶点,神经科学研究者的焦点所在。神经胶质细胞,占大脑神经细胞的90%以上。经典理论认为胶质细胞只是大脑中的“胶水”,只能够起到一定的“支撑”作用。近年来,随着光遗传技术的广泛应用,这一传统的看法逐步被颠覆。胶质细胞对神经元的多重调控功能渐渐被研究者发现。但其中星形胶质细胞对决策能力的调控及其调控机制尚未有明显结论。

    王立平团队和李婴团队利用光遗传技术、动物行为学结合活体电生理技术等方法,发现:慢性痛大鼠模型中的动物决策认知功能显著下降,其内在神经环路机制在于外侧杏仁核(BLA)-前扣带回(ACC)的神经活动的同步性显著降低;光遗传特异性刺激ACC脑区的星形胶质细胞,可以有效提高局部微环路中的乳酸(L-Lactate)的浓度,进而增强上述两个脑区之间的同步性,有效改善慢性痛对大鼠决策认知能力的影响。该研究从胶质细胞基础代谢的角度为决策的脑认知神经基础提出了新的模型,也为临床干预治疗慢性痛的大脑认知功能缺损提供了新思路。

    光遗传特异性激活慢性痛大鼠ACC区域中的胶质细胞释放乳酸,影响周围神经网络电活动的同步性,改善慢性痛大鼠的决策能力。

    原文链接:

    Astrocytic l-Lactate Signaling Facilitates Amygdala-Anterior Cingulate Cortex Synchrony and Decision Making in Rats

    原文摘要:

    Human brain imaging studies have revealed the anterior cingulate cortex (ACC) as a key brain region for mediating visceral-pain-cognitive interactions. Recently, we characterized impairments of long-term potentiation and spike-field coherence in the basolateral amygdala (BLA)-ACC network in association with a decision-making deficit in rats with visceral hypersensitivity (VH). Now, by combining integrative neurobiological approaches, we show that ACC-reactive astrogliosis and activity-dependent impairment of lactate release occur in VH rats. Exogenous lactate supply rescues chronic-visceral-pain-caused impairments of ACC phase locking and decision making, which can be mimicked by optogenetic activation of ACC astrocytes. Large-scale electrophysiological recordings in free-moving animals during a decision-making task indicate that optogenetic astrocytic activation improves decision-making performance and engages ACC phase locking and BLA-to-ACC information flow. Collectively, these observations support the idea of an “astrocyte-neuron l-lactate shuttle” and suggest that targeting astrocytes may help with cognitive dysfunctions under chronic visceral pain.

    来源: Cell Reports 浏览次数:0

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