Nat Neurosci：揭示神经元与OPC细胞之间形成的突触在髓鞘产生中起着重要作用

在一项新的研究中，来自美国俄勒冈健康与科学大学的研究人员首次揭示了大脑中细胞之间一种鲜为人知的称为突触的连接的功能，这可能对从多发性硬化症、阿尔茨海默病到一种称为胶质瘤的脑癌等一系列疾病的治疗产生重要影响。相关研究结果于2024年1月12日在线发表在Nature Neuroscience期刊上，论文标题为“Synaptic input and Ca2+ activity in zebrafish oligodendrocyte precursor cells contribute to myelin sheath formation”。

神经科学家们重点研究了连接神经元与一种非神经元细胞---少突胶质细胞前体细胞（oligodendrocyte precursor cell, OPC）---的突触。OPC可分化成少突胶质细胞，而少突胶质细胞可在神经周围产生一种称为髓鞘（myelin）的鞘膜。髓鞘是覆盖每个神经细胞轴突的保护性鞘，其中轴突是细胞的线状部分，在细胞之间传递电信号。

这项新的研究发现，这些突触在产生髓鞘方面发挥着关键作用。论文通讯作者、俄勒冈健康与科学大学沃勒姆研究所教授Kelly Monk博士说，“这是首次在活体组织中对这些突触进行研究。这让我们了解了这些细胞在正常发育过程中的基本特性。未来，我们可能会研究它们如何在多发性硬化症患者中发挥不同功能。”

事实上，这些突触的存在是 俄勒冈健康与科学大学沃勒姆研究所的一个里程碑式的发现，该发现于 2000 年 5 月发表在Nature期刊上（Nature, 2000, doi:10.1038/35012083）。在此之前，人们只知道大脑中的突触在神经元之间携带神经递质，因此神经元与 OPC之间的突触的发现是一个启示。Monk说，“二十年过去了，我们仍然不知道这些突触有什么作用。”

这些作者利用斑马鱼活体组织的单细胞成像技术解决了这一问题，这是因为斑马鱼透明的身体使得他们能够实时观察它们中枢神经系统的内部运作。利用成像、药理学和基因编辑方面的强大新工具，他们能够利用神经元-OPC突触来预测髓鞘形成的时间和位置。

Monk实验室博士后研究员、论文第一作者Jiaxing Li博士说，这些发现很可能只是了解这些突触重要性的冰山一角。

OPC约占大脑所有细胞的5%，这意味着它们与神经元形成的突触可能与许多疾病相关，包括癌性肿瘤的形成。Li指出，以前的研究已表明，OPC在一系列神经退行性疾病中发挥作用，包括多发性硬化症等脱髓鞘疾病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病，甚至精神分裂症等精神疾病。

MAGUK/PSD-95、Gephyrin和Nlgn3存在于OPC中。图片来自Nature Neuroscience, 2024, doi:10.1038/s41593-023-01553-8。

Li说，通过展示神经元和OPC之间突触的基本功能，这项新的研究可能会带来调节OPC功能从而改变疾病进展的新方法。例如，在诸如多发性硬化症之类的发生髓鞘退化的疾病中，这些突触可能是促进髓鞘再形成的关键。在多发性硬化症中，髓鞘退化会减慢或阻断人们视觉、肌肉运动、感觉和思考所需的电信号。他说，“也许有办法进行干预，从而增加髓鞘形成。”

Monk说，这一发现可能与癌症最直接相关。她说，“在胶质瘤中，这些突触被劫持，从而推动肿瘤进展。也许有可能调节参与肿瘤形成的突触输入，同时仍然允许正常的突触信号传递。”

尽管OPC约占人类脑细胞总数的5%，但只有一小部分继续形成少突胶质细胞。Monk说，“现在越来越清楚的是，这些OPC除了形成少突胶质细胞外，还有其他功能。从进化的角度来看，如果这些OPC不发挥作用，那么在大脑中拥有如此多的OPC是没有意义的。”她说，因此，它们与神经元的突触连接很可能在大脑中发挥着基本性的作用，值得人们在未来进行探索。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Jiaxing Li et al. Synaptic input and Ca2+ activity in zebrafish oligodendrocyte precursor cells contribute to myelin sheath formation. Nature Neuroscience, 2024, doi:10.1038/s41593-023-01553-8.

Study reveals function of little-understood synapse in the brain
https://news.ohsu.edu/2024/01/12/study-reveals-function-of-little-understood-synapse-in-the-brain