为了享受早晨的咖啡和新鲜出炉的饼干的香味，或感知到东西烧焦的警告气味，大脑需要两种类型的细胞---神经元和星形胶质细胞---彼此之间的密切配合。现有研究已表明，在嗅觉或气味感知过程中，神经元发生了大量的变化，但是星形胶质细胞的反应是什么，以及它们如何对感官体验做出贡献仍不清楚。
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在一项新的研究中，来自美国贝勒医学院等研究机构的研究人员报告了星形胶质细胞对嗅觉刺激的反应，揭示了一种维持星形胶质细胞-神经元沟通和处理嗅觉感觉所需的新机制。相关研究结果发表在2023年6月16日的Science期刊上，论文标题为“Induction of astrocytic Slc22a3 regulates sensory processing through histone serotonylation”。论文通讯作为贝勒医学院癌症神经科学中心主任Benjamin Deneen博士。
论文第一作者、Deneen实验室博士后助理Debosmita Sardar博士说，“以前的研究已表明，在活体动物的自然条件下，对大脑的嗅觉刺激首先激活了神经元，从而改变了这些神经元表达的基因，以便能够调解嗅觉感知。在这项新的研究中，我们探究了嗅觉刺激期间神经活动后星形胶质细胞发生了什么，并发现了以前没有描述过的变化。”
嗅觉刺激引发了星形胶质细胞表面上的血清素转运体（serotonin transporter）Slc22a3的增加，而Slc22a3介导血清素转运到细胞内。Sardar说，“我们在星形胶质细胞内跟踪血清素，并惊讶地发现它进入了细胞核，在那里它与组蛋白结合，其中组蛋白是附着在DNA上的蛋白，有助于调节星形胶质细胞中的基因表达。结合到DNA上的血清素作为一个开关，控制着基因的表达。”
有趣的是，血清素调节星形胶质细胞中参与神经递质GABA产生的基因得表达，随后GABA反馈给神经元，调节对感官知觉至关重要的神经回路。
Sardar说，“我们发现星形胶质细胞中失去转运体Slc22a3会降低这些细胞中的血清素水平，并导致血清素结合的DNA发生改变。反过来，这又减少了参与合成GABA的基因的表达，减少了星形胶质细胞的GABA释放，从而扰乱了嗅觉感知的神经回路。”
图片来自Science, 2023, doi:10.1126/science.ade0027。
血清素因它对正常大脑功能的贡献以及参与成瘾和抑郁而广为人知。Sardar说，“在这项新的研究中，我们发现了血清素在星形胶质细胞中的一个新功能。血清素引发了星形胶质细胞基因表达模式的变化，使星形胶质细胞成为嗅觉处理的枢纽。”
Deneen说，“这个项目发现了星形胶质细胞功能的新方面。我们正了解到星形胶质细胞是非常可塑的，就像神经元一样，这意味着星形胶质细胞可以改变其特性和功能，以应对环境刺激。它们倾听神经元并做出反应，它们的双向交流是感觉处理的核心，最终是动物行为的核心。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1. Debosmita Sardar et al. Induction of astrocytic Slc22a3 regulates sensory processing through histone serotonylation. Science, 2023, doi:10.1126/science.ade0027.
2. Astrocyte processing of serotonin shown to regulate olfactory perceptionhttps://medicalxpress.com/news/2023-06-astrocyte-serotonin-shown-olfactory-perception.html
