中国学者Science，Neuron新成果登亮点推荐

　　

生物通报道：2007年自然出版集团宣布《Nature》出版集团的新出版物、名为Nature China的网站（www.naturechina.com.cn）正式启动。这一网站致力于聚焦中国大陆地区和香港的优秀科学成果，每周都会针对最新发表的论文，在此网站撰写摘要和评述。本期的推荐研究文章神经科学类包括：

Gong, Z. et al. Two pairs of neurons in the central brain control Drosophila innate light preference. Science 330, 499–502 (2010).

中国科学院生物物理研究所研究人员发表关于发现果蝇幼虫中央脑的两对神经元足以调节果蝇幼虫对于不同光强条件的偏好行为的研究成果,增加这两对神经元的活性会促进幼虫的避光行为，而抑制这两对神经元的活性则能够逆转幼虫的避光行为为趋光行为。这项工作是在偏好行为的神经回路研究中第一次将神经元回路延伸到第三级神经元，为揭示果蝇幼虫光偏好行为乃至于其他偏好行为的神经元机制奠定了重要基础。

偏好行为是动物的最基本行为之一，但是对其神经元回路决定机制的了解却相对很少。在果蝇幼虫的避光行为中，感受光信号的初级感觉神经元和次级视觉信息处理神经元都已经有了一定的了解，但是下游的神经元回路尚不清楚。

研究人员发现果蝇幼虫中央脑的两对神经元足以调节果蝇幼虫对于不同光强条件的偏好行为。通过检验神经元之间的突触位置关系并结合功能钙成像技术，他们发现这两对神经元属于果蝇幼虫视觉信息处理通路的第三级神经元。

这项工作的研究表明果蝇脑中两对神经元控制着避光/趋光这两种行为偏好之间的转换。在果蝇幼虫里面如果抑制这两对神经元的活性，那么即使是年幼避光的幼虫也会变得趋光，而如何是激活这两对神经元的活性，则即便是年长的的幼虫也会变得避光。

这两对神经元，也就是所谓的NP394神经元，直接和控制果蝇节律行为的腹侧神经元形成突触并从那里接受输入，而后者则从幼虫的视觉器官（Bolwig’s organ）那里接受输入。功能钙成像的结果表明敲除腹侧神经元以后，NP394神经元对于视觉刺激的反应更加强烈了，这一方面表明NP394神经元确实是和腹侧神经元之间存在着功能上的联系，另外也表明腹侧神经元对NP394神经元起着抑制的作用，而且腹侧神经元并非是视觉信息进入NP394神经元的唯一通道。

Yu, Y. et al. A nonproton ligand sensor in the acid-sensing ion channel. Neuron 68, 61–72(2010).

酸敏感离子通道（ASIC）广泛分布于中枢和外周神经元，是一类由细胞外质子（即氢离子）激活的阳离子通道（主要通透钠离子）。徐天乐研究组长期致力于ASIC生理学以及结构与功能研究，曾经揭示ASIC在介导质子引起的神经损伤以及慢性痛中发挥重要作用。近年来，借助新解析的ASIC晶体结构，与药物所研究人员一起运用计算与功能分析相结合的方法，联合提出了ASIC质子门控动力学模型（PLoS Biol, 2009）。在最近的研究中，双方采用电生理学和化学等多学科交叉的方法，发现ASIC不仅可以被质子激活，还可以被非质子配体激活。在中性pH条件下，非天然小分子配体GMQ作用于ASIC特异性的结构域，激活离子通道的开放，介导生物学效应。传统认为ASIC是神经元质子感受器，该项新发现揭示出ASIC还具有非质子感受功能，大大拓展了人们对ASIC通道生理功能的认识。

研究人员首先通过电生理方法，对数百个小分子化合物进行筛选，发现GMQ可导致3型酸敏感离子通道（ASIC3）持续激活。利用GMQ为分子探针，结合化学合成与修饰，突变体分析和共价修饰分析，他们系统研究了GMQ配体的结构－活性关系以及通道的非质子配体结合域。借助急性分离脊髓背根神经节神经细胞培养和ASIC1以及ASIC3基因敲除小鼠模型，他们进一步探讨了非质子配体激活ASIC3通道的生理和病理意义，发现ASIC3基因缺失小鼠失去对GMQ诱导的疼痛行为的反应性。

研究还揭示了一种ASIC3通道的天然非质子配体，通过新鉴定的非质子配体结合域激活和调节ASIC3通道的开放。该项研究为深入理解ASIC通道结构和功能，探讨通道的门控机制以及合理设计通道抑制剂或调节剂，提供了新思路。

（生物通：万纹）