2024年1月18日，海南大学生物医学工程学院骆清铭院士团队在《Nature Neuroscience》杂志在线发表了题为《Microglia regulate sleep through calcium-dependent modulation of norepinephrine transmission》的研究论文。该研究由骆清铭院士团队与美国加州大学伯克利分校霍华德休斯医学研究所的Yang Dan院士团队合作，利用化学遗传学方法和药理学手段，深入探讨了小胶质细胞在睡眠调节中的关键作用。研究揭示了小胶质细胞通过Gi偶联G蛋白偶联受体、细胞内Ca2+信号传导以及抑制去甲肾上腺素传递的机制，实现对睡眠过程的调控。

此项研究中的光片显微成像数据的重建和分析工作由骆清铭团队领导完成。众所周知，光片照明显微成像存在着轴向分辨率低、易受背景荧光干扰的问题，尤其是对于小尺寸、信号较弱的神经元轴突和终扣（bouton），准确重建的难度大。针对这一问题，骆清铭团队提出了一种弱监督深度学习方法，通过迭代策略减少了对标注图像的需求，并取得了较强的泛化性，降低了对低分辨率、低信噪比图像进行形态学分析的难度。利用这种创新方法，研究团队成功完成了小鼠脑内14万个终扣的自动识别与定位，验证了小胶质细胞与酪氨酸羟化酶（TH）+轴突终扣之间的空间相邻性（spatial proximity）。这项研究为深入理解睡眠调节的神经机制提供了新的视角，同时也为信息处理技术在神经光学成像领域的应用提供了有益的探索。

睡眠中断被越来越多地认为是阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病的一个重要危险因素，而小胶质细胞稳态功能的丧失与睡眠-觉醒中断和疾病进展有关。这项研究表明：睡眠导致的小胶质细胞Ca2+的增加可以更有效地监测和清除参与神经退行性变的有害胞外蛋白；反之，小胶质细胞也积极促进睡眠以维持大脑稳态。

骆清铭院士、李安安教授、肖驰副教授、徐正超博士、黄港华博士生共同参与了这项研究工作。

文章阅读：https://www.nature.com/articles/s41593-023-01548-5

编辑：刘霞