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近日,來自西奈山醫院等機構的科學家們通過研究發現,在大腦中扮演清道夫角色幫助清理死亡細胞的免疫細胞,或在小鼠和人類機體行為的調節上也扮演著關鍵角色,相關研究成果刊登在國際雜誌Nature上。
這種特殊的清道夫細胞名為小膠質細胞(microglia),其能保護大腦在健康和疾病狀態下不受異常激活的影響,本文研究結果對於科學家們治療與人類神經變性疾病和炎性疾病相關的行為異常也有著非常重要的意義。
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醫學博士Anne Schaefer表示,當我們想到大腦功能時通常會思考大腦中的神經元是如何控制思想和機體行為的,但大腦同時還能控制大量的非神經性細胞,包括小膠質細胞等,本文研究就發現了一個新亮點,即小膠質細胞或能作為神經細胞調節大腦神經活性和行為的「夥伴」。
這些小膠質細胞能夠感知並對神經激活產生反應,同時還能對過度的神經活性產生一種負反饋機制,這種新型的小膠質細胞介導的神經調節機制在保護大腦免於疾病侵襲方面發揮著重要作用。
文章中,研究人員識別出了支持神經元-小膠質細胞溝通交流的大腦生化迴路,當神經元被激活時,其會釋放ATP分子,而小膠質細胞則能感知胞外的ATP,而且這種化合物能驅動其朝向活性的神經元移動,隨後小膠質細胞就會將ATP分解為腺苷,而腺苷則會對活性神經元細胞表面的腺苷受體發揮作用並抑制神經元的活性和過度激活。
研究者Ana Badimon博士說道,在炎性狀況和諸如阿爾茲海默病等神經變性疾病狀況下,小膠質細胞就會變得有活性並失去感知ATP分子且產生腺苷的能力。這或許就提示,與疾病相關的行為改變可能在某種程度上是由小膠質細胞-神經元的交流溝通的改變所介導的。
研究者表示,這種生化迴路能促進小膠質細胞對神經元反應的控制,這或許能作為研究者理解電腦啊中先天性免疫細胞如何影響機體行為的潛在「模式轉變」。研究者補充道,考慮到小膠質細胞雖然存在於大腦中,但其同時還會對機體外部產生的信號做出獨特的反應,這一觀察結果尤其重要,因此,小膠質細胞還能夠通過向神經元發送信號來調節機體的行為反應,從而充當機體外周改變(比如病毒感染)和大腦之間的交界面。
最後研究者表示,通過深入研究神經元和小膠質細胞之間的相互作用機制,本文研究或許也能推動未來的研究進展,研究者從事的研究範圍從以小膠質細胞為靶點來尋找對機體正常行為進行神經調節的新方法,到潛在治療與神經變性疾病相關的行為異常等;未來研究人員將會識別諸如ATP等新型信號分子,從而促進小膠質細胞調節高度多樣化的神經元的功能,包括控制睡眠或機體代謝的神經元細胞。本文研究結果還會幫助研究人員深入理解機體大腦進行神經調節的精細化分子機制。
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