大脑的秘密握手：研究揭示了鲜为人知的突触的功能

这一发现可能有助于开发多发性硬化症、神经退行性疾病和脑癌的新疗法。

俄勒冈健康与科学大学（Oregon Health & Science University）的一项新研究首次揭示了大脑中细胞之间鲜为人知的连接功能，这可能对从多发性硬化症到阿尔茨海默病，再到一种称为神经胶质瘤的脑癌等疾病具有重要的治疗意义。

该研究将于今日（1月12日）发表在《自然神经科学》杂志上。

神经科学家专注于连接或突触，将神经元连接到非神经元细胞，称为少突胶质细胞前体细胞或OPC。 OPC可以分化成少突胶质细胞，少突胶质细胞在神经周围产生称为髓鞘的鞘。 髓鞘是覆盖每个神经细胞轴突的保护鞘，轴突是细胞在细胞之间传递电信号的线状部分。

研究发现，这些突触在产生髓磷脂方面起着关键作用。

“这是对活组织中这些突触的首次研究，”资深作者Kelly Monk博士说，他是OHSUVollum研究所的教授兼联合主任。“这让我们了解了这些细胞在正常发育中如何工作的基本特性。将来，我们可能会研究它们在多发性硬化症患者中如何发挥不同的作用。

这些突触存在的事实是OHSU研究人员在Vollum的一项具有里程碑意义的发现的主题，该发现于2000年5月发表在《自然》杂志上。在那之前，已知大脑中的突触只在神经元之间携带神经递质，因此神经元和OPC之间突触的发现是一个启示。

“二十年后，我们仍然不知道这些突触是做什么的，”蒙克说。

科学家们通过对斑马鱼的活组织进行单细胞成像来解决这个问题，斑马鱼透明的身体使研究人员能够实时看到其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，研究人员能够使用神经元-OPC突触来预测髓鞘形成的时间和位置。

这些发现可能是理解这些突触重要性的冰山一角，主要作者Jiaxing Li博士说，他是Monk实验室的博士后研究员。

少突胶质细胞前体细胞约占大脑中所有细胞的5%，这意味着它们与神经元形成的突触可能与许多疾病有关，包括癌性肿瘤的形成。

Li指出，先前的研究表明，OPCs在一系列神经退行性疾病中发挥作用，包括脱髓鞘疾病，如多发性硬化症，神经退行性疾病，如阿尔茨海默氏症，甚至精神疾病，如精神分裂症。

通过证明神经元和OPC之间突触的基本功能，Li说，这项研究可能会导致调节OPC功能以改变疾病进展的新方法。例如，这些突触可能是在髓鞘降解等多发性硬化症中促进髓鞘再生的关键。在多发性硬化症中，这种退化会减慢或阻断人们观看、移动肌肉、感觉和思考所需的电信号。

“可能有一种方法可以进行干预，这样你就可以增加髓鞘，”他说。

蒙克说，这一发现可能与癌症最直接相关。

“在神经胶质瘤中，这些突触被劫持以驱动肿瘤进展，”她说。“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导。

尽管这些前体细胞约占所有人类脑细胞的 5%，但只有一小部分会继续形成少突胶质细胞。

“很明显，这些OPC除了形成少突胶质细胞外还有其他功能，”Monk说。“从进化的角度来看，如果它们不做某事，那么在你的大脑中拥有这么多这样的前体细胞是没有意义的。

因此，它们与神经元的突触连接可能在大脑中起着重要作用，值得未来探索，她说。