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PNAS:星形胶质细胞或能调节神经元的信号传输速度

来源:本站原创 2018-11-02 22:23

2018年11月3日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,一项刊登在国际杂志PNAS上的研究报告中,来自美国国立卫生研究院的研究人员通过研究发现,神经元的传输速度在大脑中会出现波动,从而达到日常活动所需的最佳信息流;大脑中的星形胶质细胞能够通过改变髓磷脂的厚度来改变神经元的传输速度,髓磷脂是一种绝缘材料,髓磷脂间的郎飞氏结(nodes of Ranvier)能够放大神经元的传输信号。

图片来源:Fields Laboratory, NICHD/NIH

研究者R. Douglas Fields博士说道,科学家们通常认为,髓磷脂一般并不会变薄,除非在脱髓鞘疾病中被破坏了,比如多发性硬化症等疾病;在正常情况下,髓鞘和郎飞氏结的结构处于动态变化之中,甚至在成年人机体中都是如此。大脑由神经元组成,神经元有着轴突样的结构能延伸到很远的距离,轴突会被髓磷脂层所缠绕,从而产生绝缘作用以增加神经元传递信号的速度,郎飞氏结能够帮助调节神经元信号传输的速度。

髓磷脂位于远离神经元突触的位置,在这个位置信号开始产生,研究人员想通过研究理解髓磷脂以及调节髓磷脂的细胞如何帮助来自大脑不同区域的信号同步化;文章中,他们对周膜星形胶质细胞(perinodal astrocytes)进行了重点研究,该细胞能通过大脑频繁接触郎飞氏结,利用小鼠和大鼠进行研究后研究者发现,这些星形胶质细胞能够调节连接髓磷脂和突触的粘附分子的功能,当凝血酶切断这些分子后,髓磷脂就会逐层从轴突中脱离下来。

随后研究者阻断了周膜星形胶质细胞调节凝血酶的能力,并且观察到了较薄的髓鞘结构和较宽的郎飞氏结结构;这些改变能将神经元的信号速度降低大约15%,在视觉测试中这就足以损伤小鼠的反射活动了。本文研究结果表明,通过调节信号速度,星形胶质细胞在大脑信息加工过程中扮演着关键的角色,此外,研究者还指出,阻断凝血酶的功能或许能帮助稳定髓磷脂,如今FDA批准凝血酶抑制剂能作为其它用途,目前研究小鼠正在多发性硬化症小鼠模型中检测他们的研究设想。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Dipankar J. Dutta, Dong Ho Woo, Philip R. Lee, et al. Regulation of myelin structure and conduction velocity by perinodal astrocytes. PNAS (2018) October 29, 2018 doi:10.1073/pnas.1811013115

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