研究强调了星形胶质细胞在VTA多巴胺神经元突触调节中的作用

星形胶质细胞是一种具有独特星形形状的神经胶质细胞亚群，众所周知，它在众多神经元功能中起着至关重要的作用，包括突触支持、能量代谢调节和大脑血流控制。虽然许多研究调查了它们的功能和相关机制，但它们对大脑健康功能的贡献尚未完全揭示。

CNR 神经科学研究所和帕多瓦大学、意大利理工学院 (IIT) 和意大利勒马尔凯理工大学的研究人员最近开展了一项研究，调查星形胶质细胞在所谓的腹侧神经中迄今难以捉摸的作用被盖区 (VTA) 是中脑皮质边缘回路的枢纽，在认知、运动、奖励、动机和厌恶中起着重要作用。他们的发现发表在Nature Neuroscience上，表明星形胶质细胞参与了 VTA 多巴胺神经元的突触调节。

“从九十年代开始，我们的研究主要是探索星形胶质细胞钙信号在大脑中的作用，”执行该研究的研究人员之一乔治·卡米尼奥托 (Giorgio Carmignoto) 告诉 MedicalXpress。“在我们最新的研究中，我们调查了星形胶质细胞是否调节腹侧被盖区 (VTA) 中多巴胺能神经元的活动。这项研究的灵感来自于我们的信念，即在所有大脑回路中——无一例外——星形胶质细胞和神经元都是基础通过突触电路特异性和相互信号传导以不同方式塑造大脑网络活动的成分。

“我们的论文是四个不同小组(……一个结合了不同技能的小组)之间激烈、持久合作的最终成果。埃齐奥·博索(一位刚刚去世的著名音乐总监)写道：‘只有一个做音乐的方式：一起”，我们可以把这句话变成我们自己的一句话：“只有一种做科学的方式：一起。”

Carmignoto 及其同事的研究背后的关键思想是大脑的功能依赖于高度相互作用的神经元和星形胶质细胞网络。在他们最近的研究中，他们着手专门检查星形胶质细胞在 VTA 电路中的作用，这在以前的文献中很少被探索过。

过去的研究结果表明，多巴胺能神经元树突水平的多巴胺和内源性大麻素的释放可以作用于突触前末梢和突触后神经元，以调节 VTA 中的活动。Carmignoto 和他的同事着手探索这些先前报道的神经元信号也招募星形胶质细胞的可能性，星形胶质细胞反过来调节 VTA 突触回路。

为此，他们首先进行了一系列电生理学实验，记录了小鼠 VTA 组织切片中多巴胺能神经元对的活动。这使他们能够确定在对另一个神经元进行爆发后，对其中一个多巴胺神经元的兴奋性突触传递是否增加。

“在对与爆发性多巴胺神经元相邻的星形胶质细胞进行的脑成像实验中，我们随后研究了星形胶质细胞是否以及如何对钙升高对多巴胺神经元中诱导的爆发性放电作出反应，”研究小组的另一名成员 Marta Gómez-Gonzalo 解释道。 .

“根据我们获得的结果，我们提出星形胶质细胞被多巴胺和内源性大麻素激活。事实上，与 Fiorenzo Conti 的小组合作，我们提供的证据表明，突发放电神经元通过激活两种多巴胺类型诱导附近星形胶质细胞反复出现钙升高-2 和内源性大麻素 1 型受体。”

Carmignoto 和他的同事随后使用电子显微镜进行了一系列实验，证实了 2 型多巴胺和 1 型内源性大麻素受体在星形胶质细胞中共表达。使用药理学和遗传学技术，他们还证明了星形胶质细胞中这两种受体的激活，可能随后释放谷氨酸，在调节 VTA 多巴胺能神经元的突触传递中起着关键作用。

最后，研究人员使用化学遗传学工具选择性地激活活体小鼠 VTA 中的星形胶质细胞，并观察该区域产生的活动。他们的观察表明，星形胶质细胞调节 VTA 多巴胺神经元的爆发性放电并诱导过度运动。

Carmignoto 说：“我们发现了一种迄今为止未知的、依赖于性别和年龄的星形胶质细胞介导的兴奋性传递到 VTA 多巴胺能神经元的长期突触增强机制。” “与兴奋性传递对 VTA 多巴胺能神经元放电活动的关键作用一致，我们与卡利亚里的 Annalisa Muntoni 和热那亚的 Francesco Papaleo 合作，发现体内星形胶质细胞激活增加了 VTA 中多巴胺神经元的突发放电并诱发运动机能亢进，这是一种已知与 VTA 多巴胺能神经元活动增加有关的行为。

“在我们看来，这是一个重要的观察结果，因为 VTA 多巴胺神经元的爆发性放电是多巴胺神经元用来调节多个 VTA 目标区域的多巴胺释放的代码，从而控制各种行为状态，包括奖励和厌恶、学习、动机、注意力和运动活动。”

总的来说，这组研究人员最近的工作提出了一个假设，即VTA 中星形胶质细胞和神经元之间的相互交流在多巴胺依赖行为的表现中起着至关重要的作用。众所周知，这些行为与许多精神疾病有关，包括强迫症和毒瘾。

因此，在未来，Carmignoto 及其同事提出的研究结果可能有助于进一步阐明支持这些病症的机制，以及与多巴胺能系统失调相关的其他病理学。

“在我们接下来的研究中，我们计划调查 VTA 内多巴胺能神经元-星形胶质细胞相互通讯的失调是否会导致疾病状态的发展，包括药物成瘾、动机障碍和具有强烈运动成分的精神疾病，例如注意缺陷/多动障碍，”Gómez-Gonzalo 补充道。

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