北卡羅來納州達勒姆——大腦的神經(jīng)元往往受到科學界的大部分關(guān)注，但它們周圍的一組細胞稱為星形膠質(zhì)細胞——字面意思是星形細胞——越來越被視為引導(dǎo)大腦正確組織的關(guān)鍵角色。
具體來說，星形膠質(zhì)細胞約占人類大腦質(zhì)量的一半，似乎指導(dǎo)突觸的形成，即在我們學習和記憶時形成和重塑的神經(jīng)元之間的連接。
杜克大學和北卡羅來納大學科學家的一項新研究發(fā)現(xiàn)了一種重要的蛋白質(zhì)，它參與星形膠質(zhì)細胞構(gòu)建突觸時的交流和協(xié)調(diào)。缺少這種稱為 hepaCAM 的分子，星形膠質(zhì)細胞不像它們應(yīng)有的那樣具有粘性，并且傾向于粘在自己身上而不是與其他星形膠質(zhì)細胞形成聯(lián)系。
在對星形膠質(zhì)細胞敲除 hepaCAM 基因的小鼠進行的研究中，這一發(fā)現(xiàn)是努力了解幾種腦部疾病(包括認知能力下降、癲癇和自閉癥譜系障礙)的重要線索。這項工作于 6 月 24 日發(fā)表在《神經(jīng)元》雜志上。
還已知一種稱為巨腦性白質(zhì)腦病 (MLC) 的罕見疾病是由 hepaCAM 基因突變引起的，這項工作可能會提供有關(guān)究竟出了什么問題的答案。MLC 是一種逐漸惡化的發(fā)育障礙，會導(dǎo)致大頭畸形(大頭)、大腦白質(zhì)腫脹、智力障礙和癲癇。
杜克大學醫(yī)學院細胞生物學副教授、資深作者 Cagla Eroglu 說，通過選擇性地從星形膠質(zhì)細胞中去除 hepaCAM 以觀察它的作用，“我們在某種程度上使細胞變得內(nèi)向。”“他們通常想要伸出援手，但沒有 hepaCAM，他們反而開始擁抱自己。”
“如果星形膠質(zhì)細胞與其鄰居建立連接，那么你就開始擁有一個網(wǎng)絡(luò)，”Eroglu 說。“要制造功能性大腦，您需要一個功能性星形膠質(zhì)細胞網(wǎng)絡(luò)。”
研究人員通過尋找在星形膠質(zhì)細胞中高度活躍且與腦功能障礙有關(guān)的基因，將重點放在了 hepaCAM 上。他們與巴塞羅那大學的另一個研究 hepaCAM 的小組合作，但該小組一直在研究該分子在調(diào)節(jié)星形膠質(zhì)細胞氯信號通道中的作用。
杜克大學的研究小組發(fā)現(xiàn)，從星形膠質(zhì)細胞中去除 hepaCAM 會導(dǎo)致突觸網(wǎng)絡(luò)太容易興奮，而沒有那么好。“對抑制性突觸的影響是最強的，”第一作者凱蒂鮑德溫說，她最近成為北卡羅來納大學教堂山分校細胞生物學和生理學助理教授。“你正在降低抑制和興奮，所以這真的可以指向癲癇的一種機制。”
Baldwin 作為 Eroglu 實驗室的博士后研究員完成了這項工作，她計劃在她位于 UNC 的新實驗室中進一步研究這些問題，測試缺乏 hepaCAM 的小鼠是否行為不同或?qū)W習和記憶發(fā)生變化，或者它們是否表現(xiàn)出壓力和社交焦慮是自閉癥譜系障礙的標志。她說，他們還可能將這種蛋白質(zhì)的疾病突變版本重新引入出生時沒有它的小鼠，看看它有什么影響。
標簽： 大腦網(wǎng)絡(luò)
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