对神经元回路控制的新见解可能会导致遗传性运动障碍的治疗

小脑是大脑中对平衡、运动技能学习和动作协调至关重要的区域。在小脑的外层，单个的浦肯野细胞整合了来自脑干的输入和成千上万的颗粒细胞来产生小脑的“输出”。维持浦肯野细胞和相关平行纤维之间的连接对于正常的小脑功能至关重要，但对其潜在的分子机制知之甚少。

日本理研脑科学研究所(RIKEN Brain Science Institute in Wako)的克津彦(Katsuhiko Mikoshiba)领导的一组研究人员现在已经确定了一种负责维持这些完整性的信号分子神经元电路在成熟时期小脑．

1型肌醇三磷酸受体(IP_3.R1)已知在浦肯野细胞中高水平表达。IP突变_3.R1基因导致小鼠浦肯野细胞运动不协调，结构异常，浦肯野细胞与平行纤维之间信号传导受损，并导致一种称为脊髓小脑性共济失调15 (SCA15)的人类疾病。Mikoshiba和他的同事调查了知识产权的作用_3.通过基因工程小鼠的浦肯野细胞中特别缺乏受体，在成熟小脑中发现R1。

研究人员发现突变小鼠表现出受损的运动技能学习和严重不协调的运动，或共济失调，如在SCA15患者中所见。在显微镜下仔细检查小脑也发现了小鼠浦肯野细胞的异常。虽然这些细胞看起来发育正常，但在成年动物中，这些细胞的树突棘(指状突起，与其他细胞形成连接)的密度和长度显著增加(图1)。然而，在成年动物中，所有的棘都与平行纤维形成了功能齐全的连接。

此前，Mikoshiba的团队展示了IP_3.R1在一个叫做突触可塑性的过程中起着至关重要的作用，通过这个过程，神经元之间的联系在学习过程中被加强或削弱。这些新发现表明，在成人小脑中，这种受体也是维持适当的空间连接安排所必需的。

“缺乏IP的老鼠_3.R1在浦肯野细胞中表现出与SCA15患者相似的共济失调，”Mikoshiba说。他指出，浦肯野细胞维持异常树突棘似乎与突变小鼠的严重共济失调有关，小脑回路维持方面的缺陷可能与SCA15的发病机制类似。

“我们现在正在研究知识产权的确切机制_3.R1调节浦肯野细胞脊柱维护。这可能阐明SCA15的发病机制，并导致新疗法的发展，”Mikoshiba补充道。