研究揭示大腦中鮮為人知的突觸功能
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一項新研究首次使用斑馬魚揭示了鮮為人知的突觸功能，該突觸將神經元與活組織中的少突膠質前體細胞連接起來。
俄勒岡健康與科學大學
1月12日消息
俄勒岡健康與科學大學(Oregon Health & Science University，OHSU)的最新研究首次揭示了大腦中一種鮮為人知的細胞連接的功能，這種連接可能對從多發(fā)性硬化癥到阿爾茨海默病，再到一種名為膠質瘤的腦癌等一系列疾病具有重要的治療意義。這項研究近日發(fā)表在《自然-神經科學》（Nature Neuroscience）雜志上。
研究于2024年1月12日發(fā)表在《Nature Neuroscience》（最新影響因子：25.0）雜志上
神經科學家專注于連接神經元與非神經元細胞（稱為少突膠質前體細胞OPCs）的連接點或突觸。OPC 可以分化為少突膠質細胞，后者在神經周圍產生稱為髓鞘的鞘。髓鞘是覆蓋每個神經細胞軸突的保護鞘，軸突是細胞之間傳輸電信號的線狀部分。研究發(fā)現(xiàn)，這些突觸在髓鞘的形成中起著關鍵作用。
“這是對活組織中的這些突觸的首次研究，”資深作者、俄勒岡健康與科學大學 (OHSU) 沃勒姆研究所（Vollum Institute）教授兼聯(lián)合主任 Kelly Monk 博士說，“這有助于我們了解這些細胞在正常發(fā)育過程中的基本屬性。未來，我們可能會研究它們在多發(fā)性硬化癥患者體內的不同功能。”
Kelly Monk 教授
這些突觸的存在本身就是俄勒岡健康與科學大學 Vollum 研究所研究人員于 2000 年 5 月發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上的一項具有里程碑意義的發(fā)現(xiàn)。在那之前，人們只知道大腦中的突觸在神經元之間傳遞神經遞質，因此神經元與 OPC 之間突觸的發(fā)現(xiàn)令人耳目一新。
“二十年過去了，我們仍然不知道這些突觸的作用，” Monk 說。
科學家們通過在斑馬魚活組織中進行單細胞成像來解決這個問題，斑馬魚透明的身體使研究人員能夠實時觀察其中樞神經系統(tǒng)的內部運作。利用成像、藥理學和基因編輯方面的強大新工具，研究人員能夠利用神經元-OPC 突觸來預測髓鞘形成的時間和位置。
Monk 實驗室的博士后 Jiaxing Li 博士說，就理解這些突觸的重要性而言，這些發(fā)現(xiàn)可能只是冰山一角。
少突膠質前體細胞約占大腦所有細胞的 5%，這意味著它們與神經元形成的突觸可能與許多疾病有關，包括癌性腫瘤的形成。
Li 指出， 之前的研究已經表明，OPC 在一系列神經退行性疾病中發(fā)揮作用，包括脫髓鞘疾病（如多發(fā)性硬化癥）、神經退行性疾病（如阿爾茨海默病）甚至精神疾病（如精神分裂癥）。
Li 說，通過證明神經元和 OPC 之間突觸的基本功能，這項研究可能會導致調節(jié) OPC 功能以改變疾病進展的新方法。例如，這些突觸可能是促進多發(fā)性硬化癥（其中髓鞘已經降解）中髓鞘再形成的關鍵。在多發(fā)性硬化癥中，這種退化會減緩或阻斷人們視覺、運動肌肉、感覺和思考所需的電信號。
“也許有一種干預的方法，可以增加髓鞘，”他說。
Monk 說，這一發(fā)現(xiàn)可能與癌癥最直接相關。
“在膠質瘤中，這些突觸被劫持以推動腫瘤的進展，”她說，“在允許正常的突觸信號傳導的同時，有可能調節(jié)與腫瘤形成有關的突觸輸入。”
盡管這些前體細胞約占所有人腦細胞的 5%，但只有一小部分會繼續(xù)形成少突膠質細胞。
“越來越清楚的是，除了形成少突膠質細胞外，這些 OPCs 還有其他功能，” Monk 說，“從進化的角度來看，如果它們什么都不做，大腦中就不可能有這么多前體細胞。”
因此，它們與神經元的突觸連接可能在大腦中起著重要作用，值得未來的探索，她說。
創(chuàng)立于1887年的俄勒岡健康與科學大學
參考文獻
Source：Oregon Health & Science University
Study reveals function of little-understood synapse in the brain
Reference：
Li, J., Miramontes, T.G., Czopka, T. et al. Synaptic input and Ca2+ activity in zebrafish oligodendrocyte precursor cells contribute to myelin sheath formation. Nat Neurosci (2024). https://doi.org/10.1038/s41593-023-01553-8
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原文標題 : 研究揭示大腦中鮮為人知的突觸功能
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