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Sci Adv:“僵尸”脑细胞或能发育为“工作神经元”

来源:本站原创 2020-03-18 15:10

2020年3月18日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,一项刊登在国际杂志Science Advances上的研究报告中,来自弗朗西斯克里克研究所等机构的科学家们通过研究发现,在大脑生长过程中预防神经元的死亡,意味着这些“僵尸”细胞可以发展成为功能性的神经元细胞。

图片来源:Public Domain

在大脑发育过程中,大量神经元会自我破坏作为移除过量细胞的一种必要调节性机制,在大脑的特定区域,细胞凋亡(细胞自杀)会影响大约50%的神经元的功能;文章中,研究人员通过对黑腹果蝇进行研究后发现,通过阻断阻断这些细胞死亡,其后来就会发育出新型的神经元网络,而且其作用和性质与现有的神经元并不相同。

研究人员对果蝇嗅觉系统中的神经元细胞凋亡的最后阶段进行了遗传性地抑制,他们发现,被救援的僵尸细胞会发育称为功能性的嗅觉神经元细胞从而帮助果蝇进行嗅觉的检测,然而,这些僵尸神经元要比标准的相同细胞表达不同的嗅觉感受器,比如,在嗅觉器官下颚须中发现的某些僵尸细胞就拥有能检测二氧化碳的受体,昆虫就能利用这一线索来感知动物或人类的存在(当其呼吸时能够吸附二氧化碳来感知);这些额外的神经元还能够给予果蝇与冈比亚按蚊相似的特性,但与果蝇不同的是,冈比亚按蚊的下颚须中含有二氧化碳感知的嗅觉神经元。这两种物种拥有一个大约生活在2.5亿年前的共同祖先。

研究者Lucia Prieto-Godino说道,当正常状况下会发生死亡的神经元被保护免于细胞凋亡时,其就会发育称为僵尸神经元,从而拥有与蚊子体内特定神经元相类似的特性,因此,细胞凋亡是一种特殊的因子,其能帮助蚊子和果蝇随着时间延续不断适应不同的环境。

从进化学的角度来看,本文研究结果表明,神经系统中细胞死亡模式的改变或能使得一个物种适应来自新环境的新压力,从而就能促进具有新型结构和功能特性的神经元群体得以进化产生。虽然研究人员并没有详细研究携带更多嗅觉神经元的果蝇的行为,但从理论上来讲,这种增加会使其以更高的灵敏性来感知气味,这或许有助于其寻找伴侣、食物并感知危险,因此相比其它个体而言,这或许就是一种特殊的优势了。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Lucia L. Prieto-Godino, Ana F. Silbering, Mohammed A. Khallaf, et al. Functional integration of “undead” neurons in the olfactory system, Science Advances  11 Mar 2020: Vol. 6, no. 11, eaaz7238 doi:10.1126/sciadv.aaz7238

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