成年星形胶质细胞是学习和记忆的关键

贝勒医学院(Baylor College of Medicine)的研究人员发现，大脑中最丰富的细胞——星形胶质细胞，在调节与学习和记忆有关的神经元回路中发挥着直接作用。该研究结果发表在该杂志上神经元。

“越来越明显的是，在健康成年人中，星形胶质细胞不仅仅是支持细胞大脑。它们在各种复杂而重要的功能中发挥着直接作用，包括通过突触的神经元通信和调节神经回路功能，”通讯作者本杰明·迪恩博士说，他是贝勒神经外科教授和干细胞和再生医学中心的成员。“在这项研究中，我们展示了星形胶质细胞在正常大脑功能中的新作用。”

以往的研究表明，星形胶质细胞包括不同的群体，具有独特的细胞、分子和功能特性。它们占据着不同的大脑区域，这表明了区域专门化。有证据表明转录因子-参与控制的蛋白质基因表达调节星形胶质细胞的多样性。Deneen和他的同事们试图更好地理解转录因子NFIA在成年小鼠大脑功能中的作用，NFIA是一种已知的星形胶质细胞发育的调节因子。

研究人员使用了一个小鼠模型，他们通过基因工程使其在整个大脑的成年星形胶质细胞中特异性地缺乏NFIA基因。他们分析了几个大脑区域，寻找星形胶质细胞形态、生理和基因表达特征的改变。

Deneen是Russell J.和Marian K. Blattner博士的主席，也是Baylor的Dan L Duncan综合癌症中心的成员，他说:“我们发现nfia缺陷的星形胶质细胞具有缺陷的形状和改变的功能。”令人惊讶的是，尽管NFIA基因被完全消除大脑区域，只有海马体中的星形胶质细胞被严重改变。而大脑皮层和脑干等其他区域则没有受到影响。”

海马体中的星形胶质细胞也有较少的钙活性——钙是一个指标星形胶质细胞功能——以及检测神经元释放的神经递质的能力下降。nfia缺失的星形胶质细胞与神经元的关系也不像正常星形胶质细胞那样密切。

重要的是，所有这些形态和功能的改变都与动物学习和记忆能力的缺陷有关，这为星形胶质细胞在某种程度上控制神经元提供了第一个证据电路调节学习和记忆。

“大脑中的星形胶质细胞在物理上靠近神经元并与之交流。神经元释放的分子可以被星形胶质细胞检测并做出反应，”Deneen说。“我们认为nfia缺陷的星形胶质细胞不能‘倾听’神经元和正常的星形胶质细胞一样，因此，它们不能通过提供有效的记忆回路功能和神经元传递所需的支持做出适当的反应。因此，这一回路就会中断，导致学习和记忆能力受损。”

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