胶质细胞是一类重要的神经细胞,除了营养与支持等基本功能外,对神经元的生长发育和突触传递都起着至关重要的作用。近年来,越来越多的研究发现除了相对长时程的功能,胶质细胞也能够被多种信号激活,产生钙反应,并实时调控神经元活性,从而调节生物体的行为输出。秀丽隐杆线虫拥有相对简单而完备的神经系统,它也是嗅觉研究中常用的模式动物。本研究发现,线虫头部包裹着化学感受器的一种鞘细胞,AMsh胶质细胞,能够依赖自身的G蛋白偶联受体,直接感受厌恶性气味并产生钙升高。ASH神经元是线虫感受厌恶性刺激最重要的神经元。有趣的是,AMsh胶质细胞所依赖的G蛋白偶联受体与ASH神经元所依赖的G蛋白偶联受体有所不同。结合光遗传学、药理学和药理遗传学等操纵手段,以及在体钙成像和行为学等检测方法,本研究发现,被激活后,AMsh胶质细胞能够通过GABA信号通路实时地抑制ASH神经元的兴奋性来减弱线虫对厌恶性气味的敏感性,进而促进线虫的嗅觉适应行为。以上结果首次阐述了嗅觉感受中的双受体模型,即胶质细胞会与感觉神经元同时感受厌恶性气味并介导线虫的嗅觉适应行为。此外,本研究还对大鼠鼻粘膜的类胶质细胞进行了离体培养,并观察到这种嗅觉支撑细胞也能够被厌恶性气味激活产生钙反应。本研究揭示了线虫胶质细胞在嗅觉感受过程中的实时作用,为哺乳动物类胶质支持细胞在嗅觉转导中的潜在功能提供了新的见解。神经系统的发育过程也是对神经连接进行精确调控的过程。中央神经系统中神经突触的发生与修剪机制已经有比较详尽的研究,但在外周神经系统中神经发育的具体调控机制尚不明确。本研究发现,黑腹果蝇的巨噬细胞在神经发育的过程中有序地沿着腹侧神经索迁移。此外,在果蝇三龄幼虫中巨噬细胞会自发地靠近甚至吞噬神经肌肉接头。在缺失巨噬细胞的果蝇幼虫中,神经肌肉接头的突触bouton数量和分支数量均明显下降,但不成熟的“ghost bouton”数量和每个bouton上神经递质释放位点active zone的数量都有所增加。除了以上形态学的变化,巨噬细胞的缺失同样会引起NMJs功能的异常。在电生理实验中,缺失巨噬细胞导致兴奋性接头电位的幅值降低,并且静息状态下最小兴奋性接头电位的频率显著增加,面对pairedpulse刺激时,第二个兴奋性接头电位的相对峰值也显著提高。伴随NMJs电活动的异常,缺失巨噬细胞的幼虫也表现出不协调的爬动行为,其爬动的平均速度与最大速度均显著下降。以上结果提示,巨噬细胞能够调节NMJs形态和功能的发育,并影响果蝇幼虫的行为输出,既巨噬细胞对果蝇幼虫外周神经系统的正常运作必不可少。