华中科技大学Nature Communications发表神经学研究新成果

　　

生物通报道  来自华中科技大学的研究人员在新研究中证实，ASH和ASI感觉神经元之间的相互抑制调控了秀丽隐杆线虫的伤害感受及躲避行为。这一研究发现发表在1月13日的《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。

论文的通讯作者是华中科技大学生命科学与技术学院的吴政星(Zheng-Xing Wu)教授。其目前的研究方向是以模式生物线虫为模型，研究动物行为、行为决策、衰老、代谢等的分子机制和调控，解析动物行为与决策的神经回路。

动物可以感知环境中多种刺激信号，进而通过中枢神经系统对各种不同环境刺激进行整合，产生适当的行为。感觉调节是各种动物所共有的重要神经调控行为，对于动物的感觉、行为及生存至关重要。但目前对于伤害性感觉及厌恶行为的调控机制仍知之甚少。

模式生物秀丽隐杆线虫是研究神经系统发育与功能的重要研究模型（延伸阅读：许献忠教授Cell发表封面文章 ）。线虫只有302个固定数目的神经元，且神经元之间的连接关系通过结构重建的方法已经了解得十分清楚。并且，线虫神经元在功能上十分完善，能够感受环境中各种不同的刺激信号，生物学行为丰富。

线虫头部富含有各种感觉神经元且分工精细，其中ADF、ADL、ASE、ASG、ASH、ASI、ASJ以及ASK等8对神经元可以感知水溶性化学物质，AWA、AWB和AWC三对感觉神经元负责感知挥发性物质；AFD感觉神经元则负责温度的感知。

以往的研究证实，线虫可以躲避高渗透压、重金属例子比如铜离子，去垢剂、苦味生物碱比如奎宁、酸和一些有机气味分子。所有这些快速后退躲避行为都需要ASH化学感受神经元的参与。另外，ASH还在头部最前端的轻微机械刺激中起作用。由于ASH既可以感受化学物质又可以感觉机械刺激故将ASH定义为多型伤害性感受器，类似于脊椎动物的痛觉多型伤害性神经元。

在这篇新文章中，研究人员鉴别出了ASH和ASI感觉神经元之间的一个相互抑制神经回路。并证实这种抑制在驱动线虫面对CuSO4 (Cu2+)挑战时的正常适应性躲避行为中发挥至关重要的作用。在这一神经回路中，ASHs可通过电突触兴奋性章鱼胺能RIC中间神经元（octopaminergic RIC interneuron，其释放章鱼胺（OA））有力地响应Cu2+，抑制ASIs，并可通过神经内分泌对SER-3受体起作用来抑制ASI。此外，研究人员证实ASIs有可能通过一些神经肽类感知到Cu2+，快速启动了Cu2+敏感ADF神经元中的Cu2+诱发反应来抑制ASHs。此外ADFs也发挥中间神经元作用，通过释放5-羟色胺(5-HT)结合ASHs上的SER-5受体介导了ASI对ASHs的抑制作用。

研究结果证实，感觉神经元之间这种借助于相互抑制的精细调控，调节了线虫的伤害感受和逃避行为。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Reciprocal inhibition between sensory ASH and ASI neurons modulates nociception and avoidance in Caenorhabditis elegans

Sensory modulation is essential for animal sensations, behaviours and survival. Peripheral modulations of nociceptive sensations and aversive behaviours are poorly understood. Here we identify a biased cross-inhibitory neural circuit between ASH and ASI sensory neurons. This inhibition is essential to drive normal adaptive avoidance of a CuSO4 (Cu2+) challenge in Caenorhabditis elegans. In the circuit, ASHs respond to Cu2+ robustly ……

作者简介：

吴政星教授

华中科技大学生命科学与技术学院生物物理专业。

学术经历
1980.09-1984.07   华中师范大学                          学士
1984.08-1987.08   湖南大学邵阳分校                   助教
1987.09-1990.07   四川大学大学                          硕士
1990.08-1999.08   华中师范大学                          讲师
1999.09-2005.06   华中科技大学                          博士
2002.12-2004.12   德国萨尔大学                          访问研究
2005.06-2005.11   华中科技大学                          讲师
2005.11-2008.11   华中科技大学                          副教授
2008.11-迄今      华中科技大学                             教授

研究方向: 主要从事分子生物物理、细胞生物物理和神经生物物理领域的研究。

研究成果:近年来集中于神经递质释放及细胞胞吐调控及其机制的研究，采用膜片钳膜电容测量、微碳纤电化学检测、荧光显微成像技术、分子生物学和生物化学研究方法，在细胞分泌调控及其机制、分泌的钙离子依赖性、分泌动力学、囊泡融合孔动力学及调控等方面开展了研究工作，取得了有一定影响的研究成果。目前，正以模式生物线虫（C. elegans）为模型，研究动物行为、行为决策、衰老、代谢等的分子机制和调控，解析动物行为与决策的神经回路。

科研项目:近5年来，主持国家自然科学基金面上项目2项和湖北省自然科学基金面上项目1项、参与科技部973项目2项和多项国家自然科学基金项目。

学术著作:发表SCI论文20余篇，其中部分论文发表在国际高水平杂志，如Neuron, Current Biology, Journal of Neuroscience等