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          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。這項研究近日發表在《自然-神經科學》(Nature Neuroscience)雜志上。

          研究于2024年1月12日發表在《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。研究發現,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)教授兼聯合主任 Kelly Monk 博士說,“這有助于我們了解這些細胞在正常發育過程中的基本屬性。未來,我們可能會研究它們在多發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 月發表在《自然》(Nature)雜志上的一項具有里程碑意義的發現。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 之間突觸的發現令人耳目一新。

          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,這些發現可能只是冰山一角。

          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揮作用,包括脫髓鞘疾病(如多發性硬化癥)、神經退行性疾病(如阿爾茨海默。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 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性硬化癥(其中髓鞘已經降解)中髓鞘再形成的關鍵。在多發性硬化癥中,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,這一發現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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