发现突触“保护”信号;有助于完善大脑回路
发育中的大脑不断在神经细胞之间形成新的连接或突触。许多联系最终会失去，而另一些则会加强。2012年，贝丝·史蒂文斯博士和她在波士顿儿童医院的实验室证明，生活在大脑中的免疫细胞小胶质细胞通过吞噬或“吃掉”它们来修剪不需要的突触。他们还发现了一组促进这一过程所需的“吃我”信号:补体蛋白，以帮助免疫系统对抗感染而闻名。
发表在神经元史蒂文斯和同事们揭示了另一方面:“不要吃我”的信号会阻止小神经胶质细胞避免切断有用的联系。这种信号是一种叫做CD47的蛋白质，它与小胶质细胞上一种叫做SIRP alpha的受体交流。
史蒂文斯说:“我们认为这是小胶质细胞能够读出一种保护性线索，告诉它们不要修剪的第一个证据。”“我们的研究结果表明，突触保护是确保正常的必要条件大脑发展”。
神经和免疫系统的联系
像补体一样，CD47也在免疫系统中发挥作用，它是一组“不要吃我”信号的一部分，在感染或病原体挑战的情况下防止健康细胞的损伤或移除。(事实上，一些癌症免疫疗法是通过抑制CD47来起作用的，鼓励免疫系统攻击癌细胞。)
史蒂文斯说:“我们问，这些分子在大脑中是否有表达?”“果不其然，CD47的表达非常高，在整个大脑中都能找到。我们认为，就像在免疫挑战之后看到的那样，大脑将其作为一种保护性线索，告诉小胶质细胞不要修剪特定的突触。大脑和免疫系统正在以一种我们才刚刚开始意识到的方式共享信号。”
CD47:用“阴”来补充“阳”?
为了模拟大脑中突触的发育和修剪，史蒂文斯和同事们采用了一个经过时间考验的突触细化模型:发育中的视觉系统。
他们发现，当视觉系统中的突触修剪达到顶峰时，CD47在发育中的视丘中富集，并定位于突触。他们还发现，缺乏CD47(通过基因缺失)的小鼠比正常小鼠的小胶质细胞修剪活动增加，突触减少，失去了“不要吃我”的信号。
这一发现进一步证实了这样一种观点，即大脑有一种对立因素的平衡，这些因素有助于微调大脑之间的联系，就像阴阳一样。
史蒂文斯说:“这项研究令人兴奋，因为它表明了‘吃我’和‘不吃我’信号之间可能存在的合作相互作用，这些信号指导小胶质细胞在看到突触时该做什么。”“随着我们开始深入研究并确定小胶质细胞修剪的新分子和机制，思考所有这些东西是如何结合在一起的很重要。这不是一条途径，而是一种协调的努力。”
调节活动依赖型饮食的分子
这项工作的另一个重要方面是CD47和酶活性之间的联系神经细胞,或神经元．几十年来的开创性工作已经表明，神经元的活动调节着修剪过程，但人们对这一过程在分子水平上是如何发生的知之甚少。
史蒂文斯实验室之前的研究表明，当小胶质细胞被给予选择时，它会优先吃掉不活跃神经元的突触，而不是活跃神经元的突触。然而，小胶质细胞如何区分这些突触仍然未知。这项新研究发现，在响应神经元活动的变化时，CD47的定位发生了变化——CD47优先定位于更活跃的神经元的突触。在缺少CD47的情况下，小胶质细胞似乎无法区分不同的活动水平，因为它们不再喜欢吃东西突触来自不活跃的神经元。
史蒂文斯说:“我们认为这是第一个由神经元活动调节的分子可以抑制小胶质细胞吞噬的例子。”“探索其背后的机制，并确定它是否更普遍地适用于其他大脑区域的突触细化，将是未来研究的一个重要方面。”
防止修剪?
虽然现在下结论还为时过早，但这项研究也可能对理解和治疗大脑疾病产生影响。许多神经退行性疾病，如阿尔茨海默病和精神分裂症，都涉及突触的丢失，可能是由于异常激活修剪。
“我们是否可以利用这种保护性的‘不要吃我’信号来抑制疾病中的病理性突触损失，这是一个悬而未决的问题，”丹尼尔·威尔顿博士说，他是该研究的第二作者神经元纸。
现在Clark + Elbing LLP的艾米丽•雷曼(Emily Lehman)是这篇论文的第一作者。
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