主管免疫分子引导秘密生命在大脑中
假设在免疫系统的独家雇用中的分子已经在大脑中占据了展示 - 在职位上讨论显然与他们在免疫力中的作用相似。
Carla Shatz，博士学位，神经生物学教授和生物学教授，以及斯坦福大学医学院的同事表明，大家庭蛋白质的成员对免疫功能至关重要（统称为HLA分子在小鼠中的人类和MHC分子中）也在大脑中发挥作用。“我们认为这家分子家庭在中具有重要作用学习和记忆“Shatz说道。令人惊讶的是，在大脑中没有一个或另一个的缺失可以触发改善的电机学习，尽管可能牺牲其他学习能力。
该研究将于3月30日在线在线发布国家科学院的诉讼程序。
有问题的蛋白质坐在身体中大多数细胞的外表面上的珠宝盒，显示众所周心的碎片，称为肽，通过漫游检查员来购买窗户购物。当T细胞“看到”一种具有异常化学序列的肽时 - 可能感染或癌症的迹象 - 它可以直接攻击异常牢房或提醒免疫系统，它用复仇响应。
很长时间渴望在表面上发现MHC分子脑细胞只有当大脑受伤或感染时。但是，几年前，当由Shatz领导的基因表达在正常饲养的小鼠和被剥夺的另一个组中，这张照片是改变的视觉刺激。特别是，它们看着大脑的区域处理视觉输入。“完全出乎意料地，我们发现需要从眼睛输入的基因之一以便表达编码MHC分子，”Shatz说。
她和她的同事随后表明，敲出了在过程中处理视觉刺激的大脑区域中大多数MHC分子的表达导致小鼠视觉系统的电路中的发育异常。“间接地暗示至少需要一些MHC分子”对于脑电图所需的脑电路，Shatz说，“但是哪一个？”小鼠基因组中有大约60次 - 甚至更多的人类基因组。
研究人员发现，特别是叫做“k”和“d”的两个分子在小脑中表达，对运动学习至关重要。据信，通过检测和报告预期和执行的行为之间的差异，小脑电路将对身体引导到更好的钢琴重构或网球游戏。实践是完美的。
这些电路中的一个关键元件是称为PukkinJe小区的特定小区类型。通过加强和削弱连接，称为突触，在Purkinje细胞和其他电池供给它们之间的电池之间完善的运动技能。
在新的研究中，Shatz实验室看着小鼠的能力，了解如何远离称为旋转圈的旋转杆。“这就像一个马戏团伎俩，”Shatz说。首次作者Mike McConnell，于加利福尼亚州的Salk Institute Mike McConnell，加利福尼亚州的Salk Institute，批次批次的小鼠 - 正常的小鼠，并且通过它们在旋转线上的铰空缺乏“k”和“D”蛋白的生物工程的小鼠不知道哪个批次。他注意到，一批在学习任务时始终如一。一周后他重新测试了他们，结果相同。在另一个三个月的休息之后，早期的获奖者继续擅长Excel，而较慢的团队必须从头开始释放旋转圈例程。
当揭示两组鼠标组的身份时，事实证明，好学习者是突变小鼠。研究人员还发现研究人员还发现，在k和d缺陷小鼠中比在k和d缺陷小鼠中更容易地改变了Purkinje细胞和饲喂它们输入的细胞之间的接触。
“这证明这两种MHC分子的水平变化足以考虑到电机学习的变化以及小脑中的联系的易于加强或削弱的易变，”Shatz说。“这意味着，通常，这些分子在响应不断变化的经验时，这些分子将制动器提高了神经系统改变其电路的能力。当你拿走MHC分子后，你去除制动器。”
在野生状态下，电机性能 - 从捕食者运行，追逐肉 - 是一件好事。如果K-和D缺陷的小鼠更好地学习和保留电机技能，为什么不扩大为缺陷的小鼠选择？Schatz说：“除了机动学习之外的几种其他形式的学习 - 认知学习，空间学习，识别 - 不要发生在小脑中。一种学习和另一个学习之间可能会有权衡 - 你可以更好地逃脱在逃跑后，不知道您在遇到的下一个环境中可以做些什么 - 以及学习能力和电路稳定性。更容易改变的电路也可能更容易发生癫痫。“
斯坦福研究人员发现了在大脑其他地区的其他类型神经元中表达的其他MHC分子。“这些分子在限制了通过加强或削弱神经细胞之间的连接可以改变的程度来说，这些分子一直很重要。我们认为他们将成为许多神经系统疾病中的重要参与者，”Shatz说，如果仍然是诱人的诱惑免疫功能与发育脑障碍等争议联系，如自闭症和精神分裂症。
“传统上，有一种关于分子的省级主义，”她说。“你知道，'一些分子只由免疫系统使用，其他仅由神经元使用。但我认为假设免疫系统将对这些分子具有唯一所有权是非常天真的。
“我们本来可能忽略了这一发现。我们本可以说，”好吧，MHC不应该在那里，所以它必须是神器。我们会错过做研究的最令人兴奋的方面之一，这是意外的。“
进一步探索
用户评论