2024年5月20日，由江苏省药理学会教学药理专委会主办的神经精神药理系列学术沙龙在中国药科大学江宁校区新实验大楼301会议室召开。此次活动由学会教学药理专委会主任委员洪浩教授主持，学会会员万慧卓介绍了关于神经元兴奋-抑制平衡的神经科学领域最新研究进展——“Control of neuronal excitation–inhibition balance by BMP–SMAD1 signalling”（Nature.2024）。
哺乳动物大脑新皮层是一个极其复杂并且高度组织化的结构，调控感知、语言、情感、认知等高级神经功能。皮层发挥功能是通过兴奋性和抑制性神经元组成的神经元网络实现的，兴奋性/抑制性稳态平衡紊乱后可引起癫痫、自闭症、抑郁症等精神神经系统疾病的发生。小清蛋白GABA能神经元(简称PV神经元)是皮层丰富表达的一类抑制性神经元，通过强大且迅速的抑制作用在维持神经网络稳态的平衡中发挥重要作用，但其发挥作用的分子机制尚未十分清楚。
在这项研究中，研究人员发现化学遗传抑制皮层的PV神经元可显著增加骨形态发生蛋白(BMP2)和其靶基因Id1、Smad6的表达水平，并通过荧光检测证实，该变化只出现在PV神经元当中。
在离体细胞实验中，BMP2重组蛋白刺激可以引起神经元的Smad转录因子（Smadl/5）的激活。而在敲除神经元的Smadl后可阻断BMP2重组蛋白诱发的转录组学变化，这表明BMP2通过下游转录因子Smadl发挥作用。经组学分析，由BMP2-Smadl调控的差异表达基因主要与谷氨酸能突触蛋白和神经元周围基质网络（perineuronal nets，PNNs）相关。
因此，在下一步研究中，该团队分别特异性敲除了谷氨酸能神经元的BMP2和PV神经元的Smadl，发现都会使PV神经元的兴奋性突触减少，这表明BMP2-Smadl信号是PV神经元维持谷氨酸能支配的重要基础。同时发现，在特异性敲除PV神经元的Smadl后，PV神经元的PNNs减少，小清蛋白表达减少，神经元兴奋性降低。在行为学实验中，上述敲除小鼠出现过度活跃的行为特征，在进入新环境时经常表现出自发性癫痫发作。
该研究揭示了BMP2-Smadl信号在新皮层兴奋性/抑制性稳态平衡中的重要作用，该信号紊乱可能会引发皮层功能障碍相关的精神神经系统疾病。
在整个学术沙龙活动过程中，各位学会会员积极发言，并对该文献中运用的研究思路与方法展开了深入的交流与讨论。最后学会教学药理专委会主任委员洪浩教授进行了总结，他提出学会会员需积极学习新技术、新思路，勇于创新，同时教学药理专委会将继续开展该系列学术沙龙活动，学习神经药理科学领域前沿进展。
江苏省药理学会秘书处洪浩
2024.5.22