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胰岛素样激素对大脑可塑性至关重要

本站发布时间:2023-11-20 16:59:29

佛罗里达州MaxPlanckInstituteforNeuroscience的一项研究发现了一种胰岛素样生长因子促进大脑可塑性的机制

胰岛素家族包括胰岛素蛋白、胰岛素样生长因子1(IGF1)和类胰岛素生长因子2(IGF2),它们不仅在调节血糖、代谢和生长方面发挥着重要作用,而且在健康的脑发育和功能方面也起着重要作用这些细胞可以通过肝脏的血流进入大脑,并直接在大脑中的神经元和胶质细胞中合成胰岛素受体,包括IGF1受体,激活调节神经元生长和活性的信号这种信号通路的破坏涉及认知疾病和阿尔茨海默氏症等疾病

为了了解IGF1和IGF2如何促进大脑健康,科学家们研究了脑内信号通路的激活,这是学习和记忆的关键具体来说,他们想探索IGF信号是否能激活突触可塑性,突触可塑性是一种细胞过程,在记忆形成过程中加强神经元之间的连接,并保护大脑的认知能力

目前,MaxPlanck的科学家开发了一种生物传感器,当IGF1受体激活时,该传感器可以检测到信号通路的活性,这种活性涉及可塑性当突触处于可塑性时,科学家们发现IGF1受体在突触的强化和附近具有强大的活性这种受体激活对突触生长和增强神经可塑性至关重要然而,激活受体的IGF是从哪里来的还不得而知

领先的研究者和科学出版物的第一作者,Dr然而,荀图描述了如何在塑化过程中可视化受体的激活他解释道:“IGF-受体的激活定位在可塑性下的突触附近,这表明IGF1或IGF2可能在海马神经元中产生,并在可塑性过程中局部释放。”

为了探索这种假说,科学家们研究了IGF1和IGF2是从海马神经元产生和释放的有趣的是,他们发现fIGF1和IGF2的产生存在区域特异性差异海马中的一组神经元,CA1神经元,产生IGF1;另一组CA3神经元产生IGF2当CA1或CA3神经元被激活时,IGF被释放重要的是,当科学家破坏神经生长因子的产生能力时,IGF1受体的激活会阻断其可塑性、突触生长和强化

该出版物的资深作者和MaxPlanck科学总监DrRyoheiYasuda总结了这些发现“这项工作揭示了脑可塑性的内在机制。当神经系统在高弹性状态下运动时,IGF会局部释放以激活调节神经元中的IGF1受体。破坏这种机制会影响可塑性,突显其在维持认知健康中的关键作用。”

这一新机制的发现揭示了记忆是如何在大脑中重新编码的,并突显了对大脑中多个神经元的单个家族的进一步研究的重要性科学家们研究了IGF激素促进大脑可塑性的机制,并将研究以这种信号通路为目标是否可以预防认知障碍和对抗阿尔茨海默氏症等疾病

这项研究得到了LouisDSrybnikFoundationInc的支持以及艺术、科学和教育基金会国家卫生研究所(GrantNumbers:R35NS116804、DP1NS096787和R01MH080047)和MaxPlanckFlorida神经科学研究所此内容仅由作者负责,无需呈现其网站的官方视图


来源:

Materials provided by
Max Planck Florida Institute for Neuroscience.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Xun Tu, Anant Jain, Paula Parra Bueno, Helena Decker, Xiaodan Liu, Ryohei Yasuda.
    Local autocrine plasticity signaling in single dendritic spines by insulin-like growth factors. Science Advances, 2023; 9 (31) DOI: 10.1126/sciadv.adg0666

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