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段树民

标签: 段树民 浙江大学

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简介编辑本段回目录

段树民院士,神经生物学家。

 

段树民段树民
 浙江大学医学部主任,教授。博士生导师,中国科学院“百人计划”获得者。中国科学院院士,发展中国家科学院(第三世界科学院, TWAS)院士,全国政协委员。1982年毕业于蚌埠医学院,1985年在南通医学院获硕士学位,1991年在日本九州大学获博士学位。1997-1999年先后在夏威夷大学和加州大学旧金山分校做博士后研究。2000-2009年在中国科学院神经科学研究所先后任研究员、神经科学国家重点实验室主任、副所长。长期从事神经生物学研究,在神经元-胶质细胞相互作用、突触发育和功能等研究领域作出系统的创新工作,尤其在胶质细胞信号分子释放机制、胶质细胞对神经环路和突触可塑性的调控等方面取得重要研究成果。任《Journal of Neurophysiology》、《Glia》、《Hippocampus》、《Neurobiology of Disease》等国际神经科学杂志编委。2007年获上海市科技精英奖,2008年获何梁何利科学与进步奖。


研究方向编辑本段回目录

主要研究兴趣是突触形成和活动依赖性突触可塑性的机制,尤其对星状胶质细胞在突触形成和活动依赖性突触可塑性中的作用感兴趣,并研究胶质细胞释放活性物质的机理。
研究手段
  1.在培养神经元和离体脑片进行单个和双膜片嵌记录
  2.共聚焦显微镜和电镜的形态学研究
  3.活细胞实时成像,结合转染连接有GFP的蛋白研究一些重要蛋白分子的动态分布、细胞器运动及囊泡分泌。
  4.利用胶质细胞特异分子作驱动子及Cre-LoxP系统产生的转基因动物和条件性基因敲除小鼠,特异干扰胶质细胞的一些重要分子,研究胶质细胞在各种神经功能中的重要作用。

在开展的课题

一.胶质细胞活性物质释放的机制
  已知胶质细胞可以释放多种活性物质对神经元产生、突触形成以及调节突触传递等各种神经元功能起重要调制作用。我们已有的工作表明星状胶质细胞可以释放D-丝氨酸对神经元的长时程增强(LTP)的产生起重要作用及释放ATP对神经元活动产生异突触抑制,提示胶质细胞对高级神经活动如学习记忆及神经环路活动的复杂整和功能都具有重要贡献。和神经元不同,胶质细胞没有典型的突触结构,也不能产生动作电位,胶质细胞释放活性物质的机理还不清楚。最近研究提示星状胶质细胞可能具有囊泡释放的机制,但囊泡的性质和释放机理还不清楚,我们正结合各种方法深入研究星状胶质细胞囊泡释放的机制及生理病理意义。

二.成熟脑内 NG2 胶质细胞的功能
  NG2细胞是一类表达NG2硫酸软骨素蛋白多糖(Chondroitin sulphate peoteoglycan) 的胶质细胞,早期被称为少突胶质前体细胞(Oligodendrocyte precursor cell),最近研究显示成熟的脑内也表达大量的NG2胶质细胞,倾向认为它们是脑内一类成熟的胶质细胞,其功能尚不清楚。新近研究表明神经元对NG2胶质细胞有直接突触支配,引起人们的极大兴趣。我们最近的工作发现,在海马区利用诱导神经元产生LTP的刺激方式,也能在NG2胶质细胞上产生LTP, 且NG2细胞上诱导的LTP不依赖于神经元 LTP 的发生,而依赖于NG2细胞本身的钙通透性AMPA受体(不含GluR2亚单位的AMPA受体)激活及细胞内钙的升高,LTP在NG2细胞的表达则是由于钙通透性AMPA受体的增加有关。这些结果和大多数神经元的LTP诱导和表达的机制不同,神经元LTP的诱导主要是由于NMDA受体的激活,LTP的表达则是由于钙非通透性AMPA受体(含GluR2 亚单位的AMPA受体)的增加。但NG2胶质细胞在成熟脑内的功能是什么?它是否也会释放活性物质调节神经元活动,其释放机理等基本问题都不清楚。NG2 胶质细胞不能产生动作电位,可能不具备神经元那样的信息传递和编码功能,目前也没有证据表明这些细胞有释放递质的功能。因此,神经元-NG2细胞突触联系所具有的功能、这些突触产生可塑性变化的意义等都是值得研究的重要问题。我们将结合电生理, 免疫组织化学, 成像,基因转染,NG2细胞特异转基因和基因敲除等手段深入研究NG2细胞对神经元功能的可能作用及其机理、意义。用Cre-LoxP基因方法选择性抑制 NG2细胞的重要分子等,研究NG2细胞对神经系统发育和功能、动物行为等影响。

三、胶质细胞粘附因子的表达及其对神经元突触发育、突触功能及其可塑性的作用
  已知神经细胞膜表达各种粘附因子(adhesion molecules),对神经元迁移、突触连接的形成及其可塑性起至关重要的作用。有关粘附因子的这些作用多被认为是在神经元之间直接起作用。另一方面,星形胶质细胞的突起直接包绕神经元的突触周围,且胶质细胞对神经元的突触形成和可塑性起重要作用,研究表达在胶质细胞的粘附因子是否及如何调制神经元的突触形成和可塑性,对人们重新认识突触形成和可塑性无疑具有重要的意义。另外,NG2细胞作为突触后成分直接接受神经元的突触支配,NG2细胞有无粘附因子表达,这些粘附因子对神经元-NG2胞之间的突触形成及该类突触的功能和可塑性有何重要作用等都是值得研究的重要问题。

代表性论文编辑本段回目录

1. Tong, X., Li, X., Zhou, B., Shen, W., Zhang, X., Xu, T., and Duan, S.*. Ca2+ signaling evoked by activation of Na+ channels and Na+/Ca2+ exchangers is required for GABA-induced NG2 cell migration. J. Cell Biol., 2009, 186, 113-128. 
Highlighted in Nature Reviews Neurosc, 2009, 10: 622-623: Exchange to Migration
Highlighted in J. Cell Biol., 2009, 186: 2: Brain-repairing cells follows trail of GABA
2.Song, A., Wang, D., Chen, G., Li, Y., Luo, J., Duan, S.*, and Poo, M. A selective filter for cytoplasmic transport at the axon initial segment. Cell, 2009 136: 1148-1160. 
3.Zhang Z., Chen G., Zhou W., Song A., Wang W., Xu T., Luo Q., Gu X., Duan S.* , Regulated ATP release from astrocytes via lysosome exocytosis. Nat Cell Biol 2007, 9: 945-953. 
4.Ge W., Yang X., Zhang Z., Wang H., Deng Q., Duan S.* Long-Term Potentiation of Neuron-Glia Synapses Mediated by Ca2+-Permeable AMPA Receptors. Science, 2006, 312, 1533-1537 
5.Shen W., Wu B., Zhang Z., Dou Y., Rao Z., Chen Y., Duan S.* . Activity-induced rapid synaptic maturation mediated by presynaptic cdc42 signaling. Neuorn, 2006, 50: 401-414 (Cover story)
Comment in: Atasoy and Kavalali, Presynaptic Unsilencing: Searching for a Mechanism. Neuron, 2006, 50:345-346 
6.Zhang J., Wang H., Ye C., Ge W., Chen Y., Jiang Z., Wu C., Poo M., Duan S.* . ATP released by astrocytes mediates glutamatergic activity-dependent heterosynaptic suppression. Neuron, 40, 971-982 (2003)
Comment in:O Pascual and PG. Haydon, Synaptic Inhibition Mediated by Glia. Neuron, 40, 873-875 (2003) 
7.Yang Y., Ge W., Chen Y., Wu C., Poo M., and Duan S.* . Contribution of astrocytes to hippocampal long-term potentiation through release of D-serine. PNAS, 100, 15194-15199 (2003) 
8.Yuan X., Jin M., Xu X., Wu C., Poo M., and Duan S.* . Signalling and crosstalk of Rho GTPases in mediating axon guidance. Nature Cell Biol, 5, 38-45 (2003) 
9.Duan S., Anderson CM., Keung EC., Farrell K., Chen Y., and Swanson RA.. P2X7 Receptor-Mediated Release of Excitatory Amino Acids from Astrocytes. J Neurosci, 23: 1320-1328 (2003) 
10. Xiang Y., Li Y., Zhang Z., Wang S., Yuan X., Wu C., Poo M., and Duan S.* , Nerve growth cones guidance mediated by G-protein-coupled receptors. Nature Neuroscience, 5, 843-848 (2002) 
11. Duan S., Anderson CM., Stein BA., Swanson RA., Glutamate induces rapid upregulation of astrocyte glutamate transport and cell-surface expression of GLAST. J Neurosci 19: 10193-10200 (1999)
  

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