星型胶质细胞在突触删除中的作用

Synapse eliminiaton, the process of selectively eliminate unwanted synapse， is a very important mechanism for neural circruitry formation and development. When synapse elimination was dirupted by either susceptible gene mutations or enviromental changes, brain diseases including autism and schizophrenia could be induced. Recent studies have shown that mircroglia and astrocytes were both involved in synapse elimination. However, the underlying mechanisms are still unknown.We have previously developed a very good model for studing synapse elimination at the VPm relay synapse. Here, we hypothesized that intracellular calcium elevation in astrocytes plays a critical role in synapse elimination.We planned to investigate the role of IP3R2, a channel essensial for calcium elevation and function of astrocytes, in synapse elimination by using transgenetic mice. Furthermore, we will combine electrophysiological, immunochemistry and genetic methods to determine the mechanisms for how do astrocyes play a role in synapse elimination.

突触删除，就是选择性的删掉不需要的突触，在神经环路发育和形成中是一个非常重要的机制。当发育中这一过程因为环境或基因突变的原因而被破坏的话可能会引起一些神经系统疾病，如自闭症，精神分裂症等。最新的研究表明神经系统中的胶质细胞（包括小胶质细胞和星型胶质细胞）可能参与了突触删除的过程，然而，具体的机制还不清楚。我们之前的工作在丘脑感觉突触上建立了一个非常好的研究突触删除机制的模型。这里，我们拟从星型胶质细胞入手，工作假设是星型胶质细胞的内钙升高对其行使突触删除的功能起到十分重要的作用。本研究拟通过观察敲除对星型胶质细胞内钙升高及行使正常功能至关重要的膜蛋白三磷酸肌醇受体二型（IP3R2）对突触删除的影响来确定星型胶质细胞内钙升高是否参与突触删除，再综合运用电生理学、免疫组化、药理学和遗传学的方法深入探讨星型胶质细胞影响突触删除的可能机制。

突触删除是神经环路发育的一个关键步骤。我们的研究发现，丘脑感觉突触在发育过程中存在突触删除现象，进一步的研究发现，该突触删除不仅仅依赖于神经元的活动，还依赖于星形胶质细胞的活动。当敲除对星形胶质细胞行使功能（内钙升高）至关重要的IP3R2受体时，会影响发育过程中的突触删除。进一步研究发现，是因为缺少IP3R2受体导致了星形胶质细胞释放ATP减少索引起的，而这些ATP会作用于神经元上的P2y1受体，从而促进发育过程中的突触删除。同时，在本项目的支持下，我们还发现1，光敏感通道激活星形胶质所引起的内钙升高主要是细胞外钙通过钠钙交换泵贡献的。2，丘脑感觉突触经验依赖可塑性的精准关键期是出生后第11天-14天。3，僵核到背外侧被盖区的投射在气味诱导的先天性恐惧中起到至关重要的作用。