9月15日，《自然》子刊《Scientific
Reports》在線發(fā)表了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院解剖學(xué)與組織胚胎學(xué)系徐天樂教授研究組的最新研究成果。博士研究生曾維政和博士后劉滌石在徐天樂教授的指導(dǎo)下，運(yùn)用光遺傳技術(shù)結(jié)合活細(xì)胞熒光成像以及電生理技術(shù)研究，揭示了酸敏感離子通道（acid-sensing
ion channel,
ASIC）的天然配體質(zhì)子的可能來源和激活機(jī)制，為認(rèn)識(shí)長(zhǎng)期困擾該領(lǐng)域的ASIC配體來源問題提供了新思路和實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
神經(jīng)元能夠靈敏地感受細(xì)胞外的pH值的波動(dòng)，并將這一波動(dòng)轉(zhuǎn)化為下游信號(hào)。這一過程的主要介導(dǎo)分子是神經(jīng)元細(xì)胞膜上的ASIC通道。徐天樂教授研究組長(zhǎng)期致力于ASIC通道的功能與調(diào)控機(jī)制研究。在此項(xiàng)新研究中，曾維政和劉滌石通過引入最新的光遺傳學(xué)工具與精確可控的光電工程控件，系統(tǒng)分析了激活神經(jīng)元ASIC主要亞型ASIC1a通道所需的質(zhì)子來源和數(shù)量，發(fā)現(xiàn)單個(gè)細(xì)胞釋放的質(zhì)子即足以激活神經(jīng)元自身或相鄰細(xì)胞上表達(dá)的ASIC1a通道。利用pH敏感的熒光蛋白活細(xì)胞成像結(jié)合計(jì)算機(jī)建模技術(shù)，他們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞間隙中的pH波動(dòng)遠(yuǎn)高于細(xì)胞與基質(zhì)之間的pH波動(dòng)。這些結(jié)果支持腦內(nèi)質(zhì)子信號(hào)和ASIC1a通道在神經(jīng)通訊和突觸傳遞中具有重要作用。此外，利用相鄰細(xì)胞Sniffer
patch電生理記錄技術(shù)，他們研究了小膠質(zhì)細(xì)胞來源的質(zhì)子，激活臨近神經(jīng)元ASIC1a的時(shí)空特征。因此，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果還提示了中樞小膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞相互作用的一種新機(jī)制。
圖注：左圖，通過光學(xué)或電學(xué)刺激在時(shí)空上精確控制質(zhì)子源（source）釋放質(zhì)子，同時(shí)運(yùn)用電生理記錄與活細(xì)胞熒光成像技術(shù)觀察質(zhì)子感受細(xì)胞（sensor）的響應(yīng)，來研究神經(jīng)元質(zhì)子/酸感受機(jī)制；右圖，激活神經(jīng)元ASIC通道的可能質(zhì)子來源：乳酸轉(zhuǎn)運(yùn)體（星形膠質(zhì)細(xì)胞），突觸傳遞（神經(jīng)元）以及質(zhì)子通道Hv1（小膠質(zhì)細(xì)胞）（從左至右）。
這項(xiàng)研究得到了科技部973項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。同時(shí)，還得到了中科院神經(jīng)科學(xué)研究所劉璐博士，佘亮博士以及美國(guó)Rutgers大學(xué)伍龍軍博士的合作支持。曾維政現(xiàn)在美國(guó)Scripps研究所從事博士后研究，劉滌石目前任職于上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院解剖學(xué)與組織胚胎學(xué)系。
文章鏈接：http://www.nature.com/articles/srep14125
徐天樂研究組鏈接：http://bmf.shsmu.edu.cn/xulab/
