中国科学院深圳先进技术研究院团队在光遗传技术调控胶质细胞功能领域获得重要进展
国际著名学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications) 于2014年12月发表了中国科学院深圳先进技术研究院王立平研究组的最新成果：用光遗传技术（Optogenetics）激活神经胶质细胞可促进神经干细胞向多巴胺能神经元分化并显著改善帕金森氏疾病动物受损脑功能。
传统观点认为，胶质细胞对大脑功能只起辅助作用。而近几年证据显示，胶质细胞不仅参与一些特定脑认知功能，还对一些神经疾病发生发展起着重要作用。有研究表明，胶质细胞通过分泌各类细胞因子和神经递质来影响神经元功能和干细胞的增殖分化。由于缺乏对特异类型神经细胞进行高时空精确调控的研究方法，致使理解大脑中不同类型细胞之间的相互作用很困难，而光遗传学技术为研究这类基本的科学问题提供了可能。
王立平课题组整合光遗传技术和电生理、分子生物学技术，将光感基因ChETA特异性的表达在培养的神经胶质细胞、发现蓝光刺激胶质细胞可以显著促进与其共同培养的干细胞向神经元方向分化，而且分化成熟细胞具有典型的多巴胺能神经元的分子标记物和电生理学特征，他们进一步探索了机制并做了动物体内实验，发现光兴奋的胶质细胞可以激活蛋白激酶A，升高环磷酸腺苷浓度，促进胶质细胞释放成纤维生长因子（bFGF），促进移植干细胞向神经元方向分化，从而改善帕金森氏病动物模型异常的行为。黑质纹状体内的多巴胺神经元功能受损或缺失是导致帕金森氏病的主要原因。此项研究成果有望为探索包括帕金森氏病在内的神经退行性疾病或其他精神疾病的发病机制和治疗手段提供新的研究思路和理论支撑，也可为针对这些疾病研发新的药物或物理刺激治疗提供潜在治疗靶点。
近年来，光遗传技术在神经科学领域获得了广泛的应用，Nature Methods杂志曾将此项技术评为2010年的年度技术。中科院深圳先进院王立平课题组经过几年努力，在国内搭建了功能较为完善的光遗传学研发、应用和资源共享平台，使其成为在神经环路水平上解析脑认知功能和复杂脑网络中神经细胞与细胞之间相互作用的重要方法。此前该课题组采用光遗传学方法发现胶质细胞释放ATP对脑中风后神经功能修复有促进作用，研究成果发表在2014年Glia杂志上。这一系列工作建立并完善了一套动物在体光调控下生长因子检测方法，为细致研究大脑复杂神经环路中细胞与细胞之间的作用规律提供了新的研究手段。
该研究得到国家自然科学基金重大研究计划（91132306）及其它多部门项目的资助。
图：胶质细胞释放生长因子促进干细胞分化为多巴胺能神经元
论文链接：http://www.nature.com/ncomms/2014/141217/ncomms6627/full/ncomms6627.html
