研究揭示了大脑中鲜为人知的突触功能

俄勒冈健康与科学大学的新研究首次揭示了大脑细胞之间鲜为人知的连接的功能，这可能对从多发性硬化症到阿尔茨海默病，再到一种称为脑癌的脑癌等疾病具有重要的治疗意义。神经胶质瘤。

该研究今天发表在《自然神经科学》杂志上。

神经科学家专注于连接神经元与非神经元细胞(称为少突胶质细胞前体细胞，OPC)的连接点或突触。

OPC 可以分化为少突胶质细胞，少突胶质细胞在神经周围产生称为髓磷脂的鞘。

髓磷脂是覆盖每个神经细胞轴突的保护鞘，轴突是细胞中在细胞之间传输电信号的线状部分。

研究发现这些突触在产生髓磷脂方面发挥着关键作用。

“这是对活体组织中这些突触的首次研究，”俄亥俄州立大学沃勒姆研究所教授兼联合主任、资深作者凯利·蒙克博士说。

“这让我们了解这些细胞在正常发育中如何发挥作用的基本特性。将来，我们可能会研究它们在多发性硬化症患者中如何发挥不同的作用。”

这些突触的存在这一事实是 OHSU 沃勒姆研究人员一项具有里程碑意义的发现，该发现于 2000 年 5 月发表在《自然》杂志上。

在那之前，人们只知道大脑中的突触只在神经元之间携带神经递质，因此神经元和 OPC 之间突触的发现是一个启示。

“二十年后，我们仍然不知道这些突触的作用，”蒙克说。

科学家通过使用斑马鱼活组织的单细胞成像解决了这个问题，斑马鱼透明的身体使研究人员能够实时观察其中枢神经系统的内部运作。

利用成像、药理学和基因编辑方面强大的新工具，研究人员能够利用神经元-OPC 突触来预测髓磷脂形成的时间和位置。

主要作者、蒙克实验室的博士后研究员李嘉兴博士说，这些发现可能只是理解这些突触重要性的冰山一角。

少突胶质细胞前体细胞约占大脑所有细胞的 5%，这意味着它们与神经元形成的突触可能与许多疾病状况有关，包括癌性肿瘤的形成。

Li指出，之前的研究表明OPC在一系列神经退行性疾病中发挥作用，包括多发性硬化症等脱髓鞘疾病、阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病，甚至精神分裂症等精神疾病。

Li 表示，通过展示神经元和 OPC 之间突触的基本功能，这项研究可能会带来调节 OPC 功能以改变疾病进展的新方法。

例如，这些突触可能是在多发性硬化症等髓鞘质已退化的情况下促进髓鞘再生的关键。

在多发性硬化症中，这种退化会减慢或阻碍人们观察、移动肌肉、感觉和思考所需的电信号。

“可能有一种干预方法可以增加髓鞘，”他说。

蒙克说，这一发现可能与癌症最直接相关。

“在神经胶质瘤中，这些突触被劫持以驱动肿瘤进展，”她说。

“调节与肿瘤形成有关的突触输入，同时仍然允许正常的突触信号传导是可能的。”

尽管这些前体细胞约占所有人类脑细胞的 5%，但只有一小部分继续形成少突胶质细胞。

Monk 说：“越来越清楚的是，这些 OPC 除了形成少突胶质细胞外，还具有其他功能。”

“从进化的角度来看，如果它们不做某事，那么在你的大脑中拥有如此多的前体细胞是没有意义的。”

因此，它们与神经元的突触连接可能在大脑中发挥着重要作用，值得未来探索，她说。

除了 Monk 和 Li 之外，合著者还包括 OHSU 的 Tania Miramontes 和英国爱丁堡大学临床脑科学中心的 Tim Czopka 博士

来源: Materials provided by Oregon Health & Science University. Original written by Erik Robinson.
注明: Content may be edited for style and length. Journal Reference: Jiaxing Li, Tania G. Miramontes, Tim Czopka, Kelly R. Monk. Synaptic input and Ca2+ activity in zebrafish oligodendrocyte precursor cells contribute to myelin sheath formation. Nature Neuroscience, 2024; DOI: 10.1038/s41593-023-01553-8