近日，中关村生命科学园内科研机构北京脑所罗敏敏实验室在Molecular Psychiatry上发表了题为“Astrocytes release ATP/ADP and glutamate in flashes via vesicular exocytosis” 的研究论文。
该研究首次通过活体全光学方法研究星型胶质细胞释放化学递质的分子机制。结合该课题组开发的新型光遗传工具cOpn5、遗传编码的荧光分子探针和双光子成像技术，作者发现星型胶质细胞激活后通过囊泡胞吐释放化学递质ATP/ADP和谷氨酸，星形胶质细胞释放的ATP/ADP触发小胶质细胞进一步释放ATP/ADP。这一研究首次为胶质细胞的化学传递（gliotransmission）提供了直接的体内证据，为破译胶质细胞生理学和病理生理学提供了有价值的工具，也为神经和精神疾病治疗提供了新方向。
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突触释放的谷氨酸（glutamate）作为大脑中最主要的兴奋性神经递质，受到星型胶质细胞的精确调控，其主要的方式是再摄取（reuptake）。星型胶质细胞是否能直接释放谷氨酸以及其释放机制，一直是胶质细胞领域悬而未决的问题。作者同样通过AAV在星型胶质细胞上表达cOpn5，并在周围的神经元上表达谷氨酸荧光探针iGluSnFR，以检测胞外谷氨酸释放。作者发现对星型胶质细胞Gq信号进行持续光遗传激活导致显著的谷氨酸释放，且和ATP/ADP释放相似，表现为单个荧光闪烁。但谷氨酸释放事件的荧光闪烁面积集中在200 μm2以内，持续时间集中在50秒以内。因此，谷氨酸释放的荧光闪烁通常比ATP/ADP释放持续时间更短、面积更小，提示两种化学递质释放或胞外清除机制不同。（图3）
图4. 小胶质细胞放大星型胶质细胞激活引起的ATP释放
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