周雅惠_2018_Nature Communications

周雅惠老師為本會會員，任職於中央研究院細胞與個體生物研究所，其研究為利用果蠅的嗅覺神經系統的神經迴路來探討神經差異性的源起及其分子機制。經由系統性地研究區域中介神經元的發育、其如何選擇與特定的嗅覺神經元及二級神經元形成獨特的連結、以及其差異性對個體行為的影響，來瞭解不同個體大腦中神經迴路的差異性是如何造成的，以及其如何影響我們對外界環境的判讀。周老師實驗室最近於Nature Communications 發表Diverse populations of local interneurons integrate into the Drosophila adult olfactory circuit 。謝謝老師與我們分享其成果：

嗅覺區域中介神經元如何達到它們的多樣性並嵌入神經迴路？

果蠅的嗅覺區域中介神經元在型態上及電生理等特性上具有高度的多樣性(neuronal diversity)及差異性(neuronal variability)。因為缺乏適當的標定工具，我們一直不清楚這些區域中介神經元如何在發育過程中建立起它們的不同型態，並嵌入嗅覺神經迴路。

我們實驗室經由遺傳篩選1058株果蠅，找到25株可以標定不同群（類型）的區域中介神經元。經由有系統的分析被標定的不同群區域中介神經元，在大腦發育過程中出現的時間、型態發育的情形，我們建立了果蠅區域中介神經元發育的模式 （如圖）。成蠅大腦的區域中介神經元，是經由三個階段陸續嵌入發育中的神經迴路。第一個階段是幼蟲的嗅覺區域中介神經元。這些神經元會在進入蛹期後，經由軸突及樹突的修剪、重組，而先嵌入正在成形的神經迴路。第二個階段是成蠅特有的區域中介神經元，會在嗅覺神經細胞及二級神經元正在形成神經連結時，陸續嵌入這個迴路。第三個階段是另一群成蠅特有的區域中介神經元，會在嗅覺神經迴路成熟後、果蠅快孵化前，才陸續嵌入這個迴路。

我們發現不同的區域中介神經元似乎會利用不同的分子機制去達到它們最後的型態，而形成最後在成蠅大腦中的多樣性。此外，有一小群的幼蟲嗅覺區域中介神經元會在進入蛹期後死亡，並不會嵌入神經迴路。因此幼蟲的嗅覺區域中介神經元提供了ㄧ個有潛力的動物模式以研究在發育中神經細胞死亡是如何被精準的調控，以及其周圍的神經細胞受到什麼保護機制而得以繼續正常發育。日後如果可以在病人腦中啟動這樣的保護機制，也許有希望控制或延緩神經退化疾病病人腦中大量的神經細胞死亡。

中研院新聞稿：https://www.sinica.edu.tw/ch/news/5915

原始文章：https://www.nature.com/articles/s41467-018-04675-x

周雅惠老師實驗室網頁：http://icob.sinica.edu.tw/lab.php?id=1