《自然》:小膠質細胞或能有效調節大腦中神經元的功能和行為!

2021-01-21 騰訊網

本文系生物谷原創編譯,歡迎分享,轉載須授權!

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。

圖片來源:CC0 Public Domain

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。

原始出處:

相關焦點

  • 小膠質細胞或能有效調節大腦中神經元的功能和行為!
    2020年10月11日 訊 /生物谷BIOON/ --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了國際雜誌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
  • 運動可通過下調小膠質細胞活性在神經系統疾病治療中發揮積極作用
    運動能夠通過誘導小膠質細胞的功能變化調節大腦功能。例如,在自閉症譜系障礙小鼠模型中,運動會刺激小膠質細胞吞噬過量的突觸,從而逆轉行為異常。除了預防生活方式疾病和骨質疏鬆症,運動還可以作為治療諸如抑鬱症和痴呆症等腦部疾病的治療策略。與腦外科手術和藥物治療等幹預措施相比,鍛鍊基本上是無創的並且沒有不良作用。此外,運動對患者的生理和心理狀況都具有積極的作用,這些協同作用可能會改善患者的生活質量。
  • 科學家在大腦中發現了一種能有效清除有害細胞碎片的「候補」機制
    大腦中特殊的免疫細胞—小膠質細胞或在移除大腦中細胞碎片過程中扮演著主要的角色,近日,一項刊登在國際雜誌The EMBO Journal上的研究報告中,來自日本名古屋大學等機構的科學家們通過研究發現,另外一種名為星形膠質細胞的大腦細胞或許也參與到了清理大腦細胞碎片的過程中,而其這一行為被認為是小膠質細胞的後援力量,相關研究結果或有望幫助科學家們開發新型療法來加速大腦中細胞碎片的清除
  • 小膠質細胞在大腦中一直在移動,竟可阻止神經元...
    有一些方法可以殺死這些細胞,但隨後它們消失了,你無法研究它們的運動。要找到一種既能讓它們活著,又能阻止它們調查大腦的方法,這是非常具有挑戰性的。」她和她的團隊構建出第一種小鼠模型,在這種模型中,可以阻斷小膠質細胞監視大腦的過程。這些細胞仍然活著,但它們不能再伸展和縮回它們的分支。接下來,這個研究項目的目標只是觀察會發生什麼。
  • 必需omega-3脂肪酸對發育中的大腦有調節作用
    1月6日,科技部官網發布題為《科學家發現必需omega-3脂肪酸對發育中的大腦有調節作用》的文章。
  • EMBO J:科學家在大腦中發現了一種能有效清除有害細胞碎片的「候補...
    2020年11月16日 訊 /生物谷BIOON/ --大腦中特殊的免疫細胞—小膠質細胞或在移除大腦中細胞碎片過程中扮演著主要的角色,近日,一項刊登在國際雜誌The EMBO Journal上的研究報告中,來自日本名古屋大學等機構的科學家們通過研究發現,另外一種名為星形膠質細胞的大腦細胞或許也參與到了清理大腦細胞碎片的過程中,而其這一行為被認為是小膠質細胞的後援力量
  • CD4 T細胞輔助小膠質細胞成熟
    CD4 T細胞輔助小膠質細胞成熟 作者:小柯機器人 發布時間:2020/7/24 15:01:15 比利時魯汶大學Adrian Liston研究團隊發現,CD4 T細胞輔助小膠質細胞成熟。
  • 「Nature子刊」大腦中的「糾察員」——小膠質細胞通過「觸手」阻止神經元過度興奮,預防神經系統疾病
    體內研究發現,小膠質細胞為了監測周圍環境,會不斷地伸出並收回它們的突起,以每小時一次的頻率與神經元突觸發生直接接觸。這種連續和快速的監測是大腦中小膠質細胞的獨特功能。這也向我們暗示了為什麼它們需要不斷運動——抑制癲癇發作可能是大腦中不能間斷的過程。」為了進一步調查,研究人員使用了最先進的顯微和圖像分析技術。他們結合了這些方法,在小鼠跑步時,同時觀察它們大腦中小膠質細胞與活動神經元之間的相互作用。
  • 小膠質細胞調節阿爾茨海默病和帕金森病的神經退行性變
    1,小膠質細胞對神經元功能和健康至關重要基因組和蛋白質組學證據表明,小膠質細胞類似於其他組織內的巨噬細胞,根據所處生物狀態的不同(即大腦區域、年齡、健康和代謝需求)而具有不同的功能。除了免疫功能之外,小膠質細胞對大腦發育至關重要,例如,在大腦發育過程中促進神經元突觸的形成。
  • 科學家發現必需omega-3脂肪酸對發育中的大腦有調節作用
    必需Omega-3脂肪酸( n-3 PUFA)對於大腦的功能發育成熟至關重要。在流行病學研究中,母親攝入n-3 PUFA與減少多種神經系統疾病有關,但對n-3 PUFA缺乏影響中樞神經系統發育的機制了解甚少。
  • Science:小膠質細胞調節阿爾茨海默病和帕金森病的神經退行性變
    1,小膠質細胞對神經元功能和健康至關重要 基因組和蛋白質組學證據表明,小膠質細胞類似於其他組織內的巨噬細胞,根據所處生物狀態的不同(即大腦區域、年齡、健康和代謝需求)而具有不同的功能。除了免疫功能之外,小膠質細胞對大腦發育至關重要,例如,在大腦發育過程中促進神經元突觸的形成。
  • 激活大腦免疫細胞可修復受損腦組織
    據物理學家組織網近日報導,美國史丹福大學醫學院的實驗證明,大腦關鍵「育種」細胞分泌的物質可以提高基於腦部對健康發揮至關重要作用的免疫細胞的數量和強度。這一發現為理解原位幹細胞和幹細胞移植如何改善大腦功能增加了一個新的視角。相關研究結果刊登在近日的《自然·神經科學》雜誌在線版上。
  • 外側韁核GABA能神經元中的食慾素信號調控雄鼠的攻擊性行為
    包括自閉症、注意障礙性多動症、人格障礙、情緒異常在內的多種精神症狀均和病理性攻擊行為的增加相關。據推測,控制社交行為的大腦獎賞系統可能在這些疾病中出現失調,導致侵略行為的不斷加強。在各種與攻擊性有關的神經精神疾病中,均有不同程度的LHb功能受損。在斑馬魚和小鼠中,對LHb神經元的功能性操縱會改變動物的攻擊性、獎賞特性以及「打贏」戰鬥的可能性。具體來說,在CPP任務測試階段的攻擊期間使用光遺傳手段抑制小鼠LHb神經元活動,會增加「成對攻擊」環境中的時間,而通過光遺傳激活這些神經元則會減少這一時間。
  • 多巴胺能神經元可敏銳調節感官知覺
    近日,德國科學家通過開發一種體內鈣成像的3D成像新方法,發現多巴胺能神經元(DAN)可以敏銳地調節感官知覺,從而使動物的行為決策適應其內部行為狀態。相關成果發表在《當代生物學》雜誌上。如何做出決定並控制行為是神經科學中最重要的問題之一。生物對香氣和味道有天生的偏愛,例如食物的氣味總是很有吸引力。
  • 什麼是神經膠質細胞?膠質細胞有什麼功能和特點?
    神經膠質細胞是神經系統的重要組成部分,膠質細胞與神經元一樣也具有細胞突起,但其胞質突起不分樹突和軸突。它與神經元不同,可終身具有分裂增殖的能力。神經膠質細胞,一般可分為三類,即星狀、少突和小膠質細胞。在中樞神經系統內,神經膠質細胞的數量遠遠超過神經元。
  • 神經元與大腦的發育——神經元的分布情況
    神經元有些小支連接在其他神經元的許多點上,大部分纖維有數以千計的小枝,並與數以千計的和其他神經元相連。每一個神經元僅按單一方向傳送訊號,但是有些神經訊息可能回頭作用於第一神經元。通過這個複雜神經網的電流訊息,產生了我們的學習與行為。神經纖維每秒鐘傳送數以百計的衝到,這些神經訊息幾乎是立刻以許多方向分散流出。
  • 成人大腦能調控新生神經元數量
    成人大腦每天產生上千個新的神經元,但只有很少一部分能存活下來,其餘死亡後都被一種吞噬細胞給清除了。據美國物理學家組織網8月10日報導,維吉尼亞大學神經科學家的一項最新研究揭示了死亡神經元被清除和新神經元形成的機制。該研究有助於設計新型療法,促進成人大腦神經形成,幫助那些抑鬱症、外傷壓迫導致腦功能障礙的患者重新恢復大腦功能,有望改變人的基本認知功能,帶來新的學習方法。
  • 大腦的細胞:神經元和神經膠質細胞
    本文摘自萬千心理新書《理解大腦:細胞、行為和認知》⇡識別二維碼,官網購買⇡大腦和其他器官一樣
  • 大腦中的神經膠質細胞比神經元更重要 或有益於延長壽命防止肌肉萎縮
    這是一個驚喜,因為神經膠質細胞通常被認為是神經元的支持細胞,而神經元處理大腦真正的工作,比如學習和記憶。這一發現是在2013年的一項研究之前進行的。在該研究中,加州大學伯克利分校的研究小組報告說,神經元可以調節周圍細胞的應激反應,儘管其作用方式不同於神經膠質細胞,並且可以使蠕蟲的壽命延長約25%。在小鼠中,加強神經元調節可使壽命延長約10%。
  • Science:大腦中的神經元是如何連接的?
    2019年5月7日 訊 /生物谷BIOON/ --大腦由大量相互連接的神經元組成。數十年來,研究人員對神經元細胞的複雜模式如何在發育過程中發展成功能迴路的過程十分感興趣。如今,研究人源已在果蠅中發現了一種新的信號傳導機制,它指明了大腦中神經元迴路的形成。