研究精确定位了与自闭症相关的蛋白质,用于雕刻大脑连接
![Non-neuronal cells called astrocytes (red) churn out hevin (green), a protein crucial for the refinement of neuronal connections in the developing brain. Credit: Eroglu lab, Duke University, <i>eLife</i> 2014; 10.7554/eLife.04047 研究精确定位了与自闭症相关的蛋白质,用于雕刻大脑连接](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2015/studypinpoin.jpg)
出生后不久,人类的大脑随着对一个全新世界的体验而迅速扩张。在此期间,新生儿大脑中的神经元相互竞争,形成持久的连接,称为突触。
杜克大学研究人员的一项新研究提供了突触细化的特写,并确定了在这一过程中至关重要的蛋白质。这种被称为hevin的蛋白质的破坏,以前被认为与自闭症、抑郁和自杀有关,但直到现在,这种分子在发育中的大脑中所起的作用基本上是未知的。
研究人员将注意力集中在被称为“棘”的神经元的微小突起上突触连接.神经科学长期以来一直认为这些小肿块是单一的突触.
但是这项研究,上个月早些时候发表在开放获取期刊上eLife的研究表明,在新生小鼠的大脑中,一些脊椎最初接受两种或更多的输入。当大脑成熟时,脊椎就会接收到一个信号。一种被称为三维电子显微镜的技术使这种观察成为可能。
“我对这一发现感到非常兴奋,”第一作者威廉·克里斯托弗·里舍说,他是资深作者Çagla Eroglu实验室的博士后研究员。“我去查阅文献,看看以前是否有人真正描述过[多突触脊柱]。而且真的没有多少。”
该小组还发现,与正常小鼠相比,缺少hevin蛋白编码基因的小鼠保留了更多的这些多个突触。随着发育中的大脑修剪突触以变得更有效率,这可能会带来问题。
1990年,Hevin首次在突触之间的微小空间中被发现。然而,基因表达研究表明,它实际上是由称为星形胶质细胞的非神经元细胞大量产生的。
Eroglu的研究小组对星形胶质细胞、突触形成和疾病之间的关系很感兴趣,他们在2011年展示了hevin触发了新的神经连接的形成。“这是第一次描述海文在神经系统中的功能,”埃尔奥卢说,他是细胞生物学和神经生物学的助理教授,也是杜克脑科学研究所的成员。
Eroglu说:“我们继续研究这种蛋白质,因为它在大脑的许多区域都很丰富,无论是在突触形成的时候还是在成年时期。”
在大脑皮层,一个对复杂的思考和意识很重要的区域,海文鼓励来自丘脑的输入——大脑的一部分大脑研究小组发现,大脑皮层充当了感觉和运动信息的中转中心——同时它阻碍了大脑皮层内局部神经元的输入。
接收多个突触的脊柱往往同时被皮层和丘脑连接占据,这表明这些刺是突触竞争的场所。
埃尔奥卢说,在自闭症和抑郁症等神经系统疾病中,大脑皮层中这两种连接的平衡可能会出现问题。该小组目前正在研究hevin的分子机制及其对健康和疾病的潜在贡献。
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