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研究发现,并不是所有的大脑星形胶质细胞都是一样的

从远处,我们星系中的数十亿颗星星看起来是无法区分的,正如我们大脑中的数十亿颗恒星星形胶质细胞相似。但是加州大学洛杉矶分校的研究人员现在已经透露,支持和保护神经元的星形胶质细胞是一种类型的脑细胞,并不完全相同。虽然星星可能根据其大小,年龄和热量进行分类,但支持性脑细胞在形状,分子机制和功能方面却有所不同。

加州大学洛杉矶分校生理和神经生物学教授巴尔吉特·哈赫(Baljit Khakh)说,今天在神经元杂志上发表的研究结果,应该使研究人员更容易研究星形胶质细胞与疾病的关系,或开发靶向小颗粒星形胶质细胞的药物。研究的资深作者。

“五十年来,教科书表示,大脑各处的星形胶质细胞基本相同,”哈赫说。“我们现在已经发现大脑不同电路中的星形胶质细胞是不同的,我们已经开发了一个全面的工具包来探索星形胶质细胞的生物学和多样性。

与神经元不同,大脑中的星形胶质细胞不直接处理信息,存储记忆或控制身体的运动。相反,已知被描述为胶状的星形胶质细胞构成血脑屏障,给予脑结构,将营养物质运送到神经元,并调节神经元之间某些分子的浓度。他们还在创伤性创伤,中风或感染后帮助大脑修复自身发挥关键作用。研究表明,星形胶质细胞受损和神经系统疾病之间存在联系,包括亨廷顿舞蹈症,ALS,多发性硬化和阿尔茨海默氏症。

“基本上所有的脑部疾病都可能含有星形胶质细胞,”哈赫说。“但是还没有很好的探索,因为没有足够的方法来研究星形胶质细胞。”

为了测试长期以来的理论,大脑中的星形胶质细胞具有相同的性质和功能,哈赫和他的同事在小鼠脑的两个区域看着星形胶质细胞。已知两个区域 - 背侧纹状体和海马CA1层状辐射 - 在其功能和它们包含的神经元的类型上是完全不同的。背侧纹状体参与控制运动,而海马有助于建立长期记忆。科学家们对大脑每个区域的星形胶质细胞进行了数十次深入的测试。

哈赫的研究小组发现纹状体和海马中的星形胶质细胞有差异,影响它们的功能和与神经元的相互作用。当它们与神经元相互作用并在其膜上进行化学物质时,两个脑回路之间的细胞是不同的。此外,纹状体中的星形胶质细胞与来自海马的星形胶质细胞具有不同的基因。 

过去,大多数研究人员驳斥了这样的想法:药物可以选择性地靶向小组星形胶质细胞来尝试治疗脑部疾病,因为假定药物靶向星形胶质细胞会影响整个大脑。“但是我们看到不同地区的星形胶质细胞存在差异,我怀疑到目前为止,我们看到的差异远远大于我们所看到的。”哈赫说。新的观察意味着药物可能只是通过其分子特征选择的仅一小部分星形胶质细胞。

加深对我们对健康大脑中星形胶质细胞生物学的了解使我们能够检查神经精神障碍中发生的这些细胞会发生什么,并可能干预特定脑区域的星形胶质细胞,以达到治疗效果。“加州大学洛杉矶分校研究生研究生华夏新文章的作者。

哈维实验室的博士后研究员布兰卡•迪亚斯 - 卡斯特罗(Blanca Diaz-Castro)补充说:“我们的工作表明,电路间星形胶质细胞功能的差异可能是一些神经系统疾病的主要原因之一,脑区比其他脑区更易感染。并共同撰写本文。

该团队对纹状体和海马中的星形胶质细胞有进一步的疑问,并计划开始分析其他脑区域的星形胶质细胞。

研究的其他作者是加州大学洛杉矶分校生理学系的Eiji Shigetomi,Christopher Octeau,Xinzhu Yu和Thomas Vondriska; 加州大学洛杉矶分校麻醉学系的艾玛·蒙特(Emma Monte)UCLA Pasarow质谱实验室和UCLA脑研究所的Whitaker Cohn和Julian Whitelegge; 加州大学洛杉矶分校心脏心律失常中心的Pradeep Rajendran和卓越的神经心脏学研究中心; 和加州大学洛杉矶分校神经学系,精神病学和生物行动科学系的Giovanni Coppola和神经行为遗传学中心。

这项工作和涉及的研究人员主要由美国国立卫生研究院和美国心脏协会支持。

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