首次在膜上捕获的小胶质细胞修剪大脑突触
EMBL研究人员首次捕获了脑细胞之间的小胶质细胞修剪突触连接。他们的发现表明,特殊的神经胶质细胞有助于突触生长和重新排列,这表明小胶质细胞在大脑发育中的重要作用。自然通讯将于3月26日发布结果。
大约十分之一脑细胞是小胶质细胞。巨噬细胞的表兄弟,它们是中枢神经系统主动免疫防御的第一个和主要接触。他们还指导健康脑发展。研究人员提出,小胶质细胞的突触是早期改进期间必不可少的一步。但是直到现在,还没有人观察到这项活动。
小胶质细胞使突触更强
EMBL罗马总体小组的Laetitia Weinhard开始进行大规模的成像研究,以与Embl Heidelberg的Schwab团队合作观察小鼠大脑中的这一过程。领导这项工作的科尼利厄斯·格罗斯(Cornelius Gross)说:“我们的发现表明,小胶质细胞是使突触的一种方式,是一种使它们变得更强壮而不是更弱的方式。”
大约一半的时间,小胶质细胞接触突触,突触头会发出薄的投影,称为丝状,与它们联系。在一个特别戏剧性的情况下,就像在随附的图像中看到的那样,15突触头将丝状肌延伸到单个小胶质细胞上,因为它在突触上采摘时。Laetitia Weinhard解释说:“当我们试图看到小胶质细胞如何消除突触时,我们意识到小胶质细胞实际上在大部分时间都诱导它们的生长。”
事实证明,小胶质细胞可能是基本的双突触形成,其中神经元的末端将神经递质释放到两个相邻伴侣而不是一个。该过程可以支持神经元之间的有效连通性。温哈德说:“这表明小胶质细胞广泛参与结构可塑性,并可能引起突触的重排,这是一种学习和记忆的基础机制。”
毅力
由于这是在大脑中可视化这一过程的首次尝试,因此目前的论文需要进行五年的技术发展。在成功之前,团队尝试了三种不同的最先进的成像系统。最后,通过将相关光和电子显微镜(CLEM)和光片荧光显微镜(在EMBL开发的一种技术)结合在一起,它们能够制作第一部小胶质细胞的电影突触。
科尼利厄斯·格罗斯(Cornelius Gross)说:“这是神经科学家多年来一直幻想着的东西,但以前从未见过。”“这些发现使我们能够提出一种机制,以实现小胶质细胞在脑电路重塑和演变中的作用发展“将来,他计划调查小胶质细胞在大脑发育在青春期以及与精神分裂症和抑郁症发作的可能联系。
进一步探索