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新的图像捕捉到了突触看不见的细节

本站发布时间:2023-11-21 14:43:14

科学家们创造了大量的细节数据。这是一个重要的节点,通过化学信号的交换,所有的神经元能够相互通信这一纳米规模的模型将有助于科学家们对诸如亨廷顿舞蹈症和精神分裂症等神经退行性疾病进行标准化和研究

这项新闻研究发表在《美国国家科学院院刊》上,作者是Steven Goldman,医学博士,博士,罗切斯特大学和彭哈根大学转化神经医学中心联合主任这些发现代表了一项重要的技术成就,使研究人员能够预测不同的细胞,这些细胞可以将个体突触转换为以前无法实现的细节水平

“理解网络中的快照结构并不是一件容易的事,但也不能理解个体细胞与你自己细胞之间相互作用的精确几何,”bdellatif Benrais博士说,他是转化神经医学中心的助理研究员,也是该研究的共同作者“测量这些极小环境的能力是年轻的,并保持着这种潜力,这有助于我们进一步了解突触功能受损的神经退行性疾病和神经精神疾病的数量。”

研究人员发现,这项新技术可以比较导致亨廷顿舞蹈症的哺乳动物基因的健康表型对Goldman实验室的初步研究表明,其在海洋中扮演着重要角色星形胶质细胞是大脑中一种叫做胶质细胞的支持细胞家族的成员,有助于维持突触前的运作化学环境

研究者关注的是在突触中涉及多个单核神经元,这些细胞的丢失程度是亨廷顿病的全部标志研究人员首先发现,突触与转换为突触的三种不同细胞的角度有关:来自恒定神经元的前突触轴;它的靶点,突触后介质棘膜神经元;并且纤维过程是外周星形胶质细胞

Todoso,研究人员使用病毒将副荧光附着物分配给轴突、运动神经元和星形细胞他们移动了大脑,通过多光子显微镜对感兴趣的细胞进行了成像,并使用了一种名为“红细胞品牌”的技术,该技术使研究人员能够在脑组织中创建参考点,从而使研究人员可以重新定位感兴趣的细胞核

该团队使用位于哥本哈根大学的三块体表面扫描电子显微镜对脑组织进行了检查,这是一种为测试脑组织最小结构而创建的工具该设备使用金刚石刀具三元移动和成像超薄的脑组织,创建3D、纳米尺度的标记细胞模型及其在突触中的相互作用

“模型揭示了神经系统及其伙伴突触之间的几何结构和结构关系,这一点很重要,因为这些细胞在突触时必须以特定的方式活动,”该研究的第一作者、神经医学转化中心高级助理Carlos Benitez Villanueva博士说“这种方法使我们能够测量和描述突触环境的某些参数,并保护突触的功能。”

在健康的大脑中,研究人员观察到星形细胞过程与大脑皮层形状的突触周围的空间相结合并完全包围,形成了紧密的结合相反,亨廷顿小鼠的星形胶质细胞在研究或询问突触强度时没有效果,留下了很大的空白这种结构破坏了人类谷氨酸钾——一种调节细胞间通讯的化学物质——从突触中泄漏,可能会破坏正常的细胞通讯

星形胶质细胞的功能与其他疾病有关,包括精神分裂症、肌萎缩侧索硬化症和额颞叶痴呆研究人员相信,这项技术可以极大地提高人们对这些疾病的受体结构的理解特别是,他们指出,这项技术可以用来评估细胞替代策略的有效性,即用健康的细胞替代生病的胶质细胞,以预防这些疾病

其他合著者包括哥本哈根大学的Hans Stephennan和Jon Sporring,以及瑞典隆德大学的Rajmund MoksowithLund University这项研究得到了NovoNordisk基金会和Lundbeck基金会的资助


来源:

Materials provided by
University of Rochester Medical Center. Original written by Mark Michaud.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Carlos Benitez Villanueva, Hans J. T. Stephensen, Rajmund Mokso, Abdellatif Benraiss, Jon Sporring, Steven A. Goldman.
    Astrocytic engagement of the corticostriatal synaptic cleft is disrupted in a mouse model of Huntington’s disease. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023; 120 (24) DOI: 10.1073/pnas.2210719120

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