Neuron:揭秘小膠質細胞在大腦中塑造神經迴路的分子機制

2020-12-03 生物谷

2020年9月21日 訊 /生物谷BIOON/ --日前，一篇發表在國際雜誌Neuron上的研究報告中，來自冷泉港實驗室等機構的科學家們通過研究表示，免疫細胞在微調大腦神經迴路方面或許扮演著意想不到的角色，稱之為小膠質細胞的免疫細胞不僅能夠保護大腦免於感染和炎症，而且還能幫助塑造發育中的大腦迴路，本文研究結果表明，小膠質細胞還能指導神經元對感覺線索產生反應從而修飾自身的連接性。

圖片來源：Lucas Cheadle

這項研究中，研究人員深入揭示了生物學和外部世界之間的關聯，研究者Lucas Cheadle表示，我們非常感興趣研究神經迴路是如何對感官體驗做出反應的；在很大程度上，大腦的總體結構和連接時在出生時就已經完成的，但其確實需要來自環境的強有力的反饋才能夠促進大腦成熟，當動物與周圍環境相互作用時，一些神經元的連接就會被消除，而另一些連接則會被加強，而對於人類而言，這一過程可能會持續到出生後十年時間。

在發育過程中，正確的神經元之間會以合適的方式相互連接，而機體希望能夠嚴格控制連接的多少以及連接之前的強度，而這就是感官體驗的重要性所在了。文章中，研究人員密切監測了小鼠大腦視覺處理迴路中神經元或突觸之間的連接，研究者表示，年輕小鼠需要在正確的時間進行視覺輸入來發育與視覺相關的大腦通路，但如果小鼠在一段關鍵時期缺少視覺輸入的話，其神經迴路就會產生過多的突觸，這樣小鼠大腦就會出現異常的連接，研究人員發現，這種神經迴路依賴於小膠質細胞，在適當的視覺刺激下，小膠質細胞會向附近的神經元發出信號來修剪一些突觸。

這種對神經連接性的影響代表了小膠質細胞在健康大腦中所扮演的關鍵角色，或許也能夠幫助解釋為何這些細胞與自閉症和其它神經發育障礙發生直接相關，研究者認為，本文研究取得了一項重大的突破，其能幫助科學家們理解感官體驗和小膠質細胞如何協調來促進突觸的修剪過程，而突觸的修剪對於早期生命中大腦的成熟又至關重要；後期研究人員還將繼續深入研究追蹤導致突觸分解的分子信號以及小膠質細胞如何對環境線索做出反應而發生改變。小膠質細胞能夠上調基因的表達來對視覺體驗做出反應，這一行為讓研究人員非常著迷，後期他們表示還會繼續深入探究該研究領域，從而取得更多意想不到的發現。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Lucas Cheadle，Samuel A. Rivera，Jasper S. Phelps，et al. Sensory Experience Engages Microglia to Shape Neural Connectivity through a Non-Phagocytic Mechanism, Neuron (2020). DOI:10.1016/j.neuron.2020.08.002

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!
    ，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。
  • 多篇文章聚焦科學家們近年來在星形膠質細胞研究上的新進展!
    【2】Neuron：揭秘小膠質細胞在大腦中塑造神經迴路的分子機制doi：10.1016/j.neuron.2020.08.002日前，一篇發表在國際雜誌Neuron上的研究報告中，來自冷泉港實驗室等機構的科學家們通過研究表示，免疫細胞在微調大腦神經迴路方面或許扮演著意想不到的角色，稱之為小膠質細胞的免疫細胞不僅能夠保護大腦免於感染和炎症
  • 多篇文章聚焦人類大腦神經膠質細胞領域的研究進展
    本文中，小編篩選整理了科學家們近年來在大腦神經膠質細胞方面的重要研究進展，與大家一起學習！揭示神經膠質細胞在神經發育中的作用doi：10.1126/science.aal3589神經膠質細胞，如星形膠質細胞和小膠質細胞，通常被認為是大腦的支持細胞，但新出現的證據提示著它們在突觸形成和修剪中起著重要的作用。神經膠質細胞也在大腦的免疫系統中起作用，而且免疫信號通過位於這些細胞表面上的受體與大腦進行溝通。
  • 腦科學日報：免疫細胞可塑造大腦的神經迴路；莫扎特音樂的益處
    近日，中國科學院深圳先進技術研究院合成生物學研究所、深圳合成生物學創新研究院的陳業研究員，就在發展釀酒酵母轉錄調控元件定量設計基礎上，首次實現了真核生物中基因迴路的自動化設計，並實現了大規模基因迴路長時間（包含 11 個轉錄因子，大於兩周時間）的穩定狀態切換和動態過程預測。相關研究發表在《自然 • 微生物學》。
  • 星形膠質細胞吃掉連接,保持成人大腦可塑性
    3D圖像展示小鼠海馬中人類突觸吞噬作用的報導分子。突觸前為綠色，星形膠質細胞為白色，小膠質細胞為藍色。被膠質細胞吞噬的突觸前膜為紅色。成人的大腦也經歷類似的修剪過程，但此前人們並不清楚成人大腦中的突觸如何被清除以及為何被清除。如今，KAIST的一支研究團隊發現了可塑背後的機制，該機制甚至可能解釋成人大腦的神經功能紊亂。他們的研究結果發表在最近的《自然》（Nature）上。
  • NG2膠質細胞是大腦免疫穩態失衡的「剎車」 | BMC Medicine
    論文標題：NG2 glia regulate brain innate immunity via TGF-β2/TGFBR2 axis 期刊：BMC Medicine 作者：Shu-zhen Zhang, Qin-qin Wang et al 發表時間：2019/11/15 DOI：10.1186/s12916-019-1439-x
  • 大腦的細胞:神經元和神經膠質細胞
    大腦由兩類細胞組成：1、神經元，即神經細胞，其任務是接收、整合和傳遞信息；2、起支持作用的膠質細胞（其英文名稱來源於希臘語中膠水的意思）。膠質細胞的功能包括維持神經元和大腦的環境，修剪神經元的分支和末端。它們調節神經元在細胞間隙所需物質的水平，還為神經元提供了一個結構框架（特別是在發育過程中），並將神經元隔離，使其更有效地傳導電信號。
  • 小膠質細胞通過專門的體嘌呤能神經連接監測和保護神經元功能
    小膠質細胞通過專門的體嘌呤能神經連接監測和保護神經元功能 作者：小柯機器人 發布時間：2020/2/10 11:38:33 匈牙利實驗醫學研究所Ádám Dénes研究組在研究中取得進展。
  • 阿爾茨海默病中的神經炎症和小膠質細胞激活互作相關
    被激活的小膠質細胞通過胞飲作用、吞噬作用或受體介導的內吞作用將這些致病因素內化，並試圖通過內吞途徑進行降解，激活相關基因模塊的表達，包括神經炎症主要成分趨化因子受體和幹擾素。一旦免疫刺激被消除，這個過程就會消失。然而，老年腦中的小膠質細胞存在功能損傷，易於持續激活，這可能是神經退行性疾病的發病機制。
  • Science:發現神經膠質細胞在大腦發育中起著重要作用
    2017年9月10日/生物谷BIOON/---在一項新的研究中，來自美國紐約大學的研究人員發現大腦發育的一個意料之外的來源。這一發現為構建神經系統提供新的認識。他們證實神經膠質細胞（glia），即一類長期以來被認為是支持細胞的非神經元細胞，實際上在大腦的神經細胞發育中發揮著至關重要的作用。
  • Nature:星形膠質細胞或能吞噬突觸連接從而維持成年機體大腦的可塑性
    近日，一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自韓國科學技術高級研究院等機構的科學家們通過研究揭示了成年人大腦可塑性發生以及潛在的神經紊亂發生的分子機制。研究者Won-Suk Chung教授說道，本文研究對於理解在機體學習、記憶甚至是生病時大腦中神經迴路改變的分子機制具有深遠的影響和意義，突觸數量的改變與多種神經性疾病的流行存在著較強的關聯性，比如自閉症譜系障礙、精神分裂症、額顳葉痴呆和多種形式的癲癇等。
  • 揭示神經膠質細胞在神經發育中的作用
    神經膠質細胞，如星形膠質細胞和小膠質細胞，通常被認為是大腦的支持細胞，但新出現的證據提示著它們在突觸形成和修剪中起著重要的作用。神經膠質細胞也在大腦的免疫系統中起作用，而且免疫信號通過位於這些細胞表面上的受體與大腦進行溝通。
  • Neuron重磅長綜述:星形膠質細胞在中樞神經系統炎症中扮演的角色
    在這篇綜述中，作者概述了星形膠質細胞在CNS炎症中的多方面作用，重點介紹了星形膠質細胞亞群及對其進行調控的最新發現，探討了神經炎症和神經變性背景下中星形膠質細胞與其他細胞之間的互作機制，並討論了這些互作如何影響病理結局。
  • 《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!
    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。
  • 胡海嵐特邀評述:小膠質細胞在抑鬱症中的機制研究進展
    然而，抑鬱症的病因和抗抑鬱機制非常複雜，尚未被完全探明。既往的研究主要聚焦於相關腦區和神經環路的神經元機制。隨著人們對神經系統的理解不斷深入，大腦當中非神經元的膠質細胞在抑鬱症中扮演的角色逐漸凸顯。小膠質細胞是大腦中具有免疫細胞性質的獨特類型膠質細胞。
  • 小膠質細胞在中樞神經系統創傷後的雙重作用及調控機制
    在一生中卵黃囊來源的小膠質細胞與循環血中的單核細胞各自獨立，小膠質細胞在健康CNS中可以自我更新保持一定數量，可能來源於CNS中的祖細胞小膠質和腦內巨噬細胞表達許多尋常的蛋白標記物如CD11b和CX3CR1，然而最近的轉錄組學分析發現小膠質細胞具有獨特的分子信號。
  • 浙大團隊揭示神經膠質細胞感受環境刺激和調節嗅覺適應性新機制
    神經膠質細胞是神經系統的重要組分，對於神經元的發育、功能和健康至關重要，其功能異常直接導致各種神經精神性疾病。相對於神經元，神經膠質細胞一般不形成典型的神經突觸結構、細胞膜電興奮性比較低，因此曾經長期被認為是「惰性」的組織，通過對神經元的支持、保護和營養等方式發揮作用。
  • 一位生物學家的神經膠質研究之路—新聞—科學網
    「我並不真喜歡與患者互動，而是更喜歡找到他們的問題在哪裡。」 1993年，Stevens即將畢業，教授推薦她前往國立衛生研究院（NIH）積累更多研究經驗。她每周去NIH園區看招聘信息，「那時還沒有在線招聘」。幾個月過去了，她的簡歷石沉大海。 一天，習慣瀏覽被NIH拒絕簡歷的神經學家Douglas Fields聯繫了Stevens，表示願意為22歲的她提供一份技術員工作。
  • 神經膠質細胞在確保大腦活動合理優化中的作用
    今天，賽業小編為您推薦「神經膠質細胞在確保大腦活動合理優化中的作用」，詳情如下：密西根州立大學生物醫學工程助理教授Erin Purcell和他實驗室的研究生Joseph W. Salatin、Mayo診所技術副主任Kip A.
  • Stem Cells:星形膠質細胞控制神經幹細胞產生的新神經元
    2012年8月28日 訊 /生物谷BIOON/ --瑞典哥德堡大學薩爾格學院(Sahlgrenska Academy)研究員Milos Pekny教授領導的一個研究小組在Stem Cells期刊上發表了一篇關於控制大腦中新神經元產生的分子機制方面的研究論文。