新兴的角色在神经胶质细胞

当我们想到大脑,我们经常认为它能够从神奇的事造成野生的梦想掌握外语。与此同时,我们也可以认为灾难性的神经疾病如帕金森病、阿尔茨海默病和肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)当大脑的不同部位出现打扰。潜在的这些流程和疾病的细胞群,复杂的连接,不断交流,像一个大的社交网络。他们的目标是更新一个另一个状态的大脑,我们的身体和我们的环境。从历史上看,神经科学的研究多数集中在神经元,但是还有其他重要的大脑细胞类型。包括支持神经元和星形胶质细胞-细胞环境,少突胶质细胞-神经元细胞髓磷脂和加速他们之间传输的信号,这一过程出错在多发性硬化,小胶质细胞,它作为大脑的免疫细胞,清理碎片,并提供当地监测神经系统。虽然这些细胞类型通常被视为支持细胞,继发于大脑的神经元,研究在过去的十年里已经开始照亮这些低估了一些新元素,这表明这些其他细胞参与各种各样的复杂过程重要的适当的大脑功能。

星形胶质细胞在突触

尽管对大多数他们的历史,他们被认为是严格的支持神经元,提供一个用支架结构,在细胞外物质的新陈代谢,帮助星形胶质细胞的作用是更广泛和更复杂。首先,星形胶质细胞与神经元之间的连接相关联的复杂,称为突触。神经元突触,能够相互沟通通过数据包的化学物质的释放,被称为神经递质,整合和处理信息,让大脑进行第二第二功能。我们现在知道,星形胶质细胞也能够参与这种沟通直接通过自己的释放神经递质,它可以作用于神经元在给定的突触。他们也会吸收这些神经递质和代谢。星形胶质细胞的特定位置附近的突触联系结合的能力释放神经传递素理想的位置意味着这些细胞是“听到”神经元之间的对话和提供自己的输入,如果需要改变对话。

好证据这种星形胶质细胞的作用。在2012年发表的一篇论文表明,星形胶质细胞发挥重要作用在一个特定类型的可塑性在大脑中被称为“spike-timing突触可塑性的依赖”。具体地说,它表明,星形胶质细胞能够感知特定的神经元的突触的信号,然后通过增加钙在星形胶质细胞内部,释放神经递质回一个神经元和神经元控制多少发射机在未来版本。我们可以把这个过程看作一个对话,星形胶质细胞作为共同的朋友缓和争论两个朋友之间的谈话(两个神经元的突触)。以这种方式星形胶质细胞可以控制谈话,瘦身下来甚至引发争论。可塑性,用以描述神经元之间的连接强度的变化,是一个重要的过程在大脑中,被认为有助于学习和记忆。因此,星形胶质细胞可能在这些过程发挥重要作用。支持这个,另一个最近的研究道人类胶质祖细胞进入新生儿老鼠。这个移植导致更好的可塑性和改善学习这些动物,这表明人类星形胶质细胞增加了复杂性可能导致更高级的信息处理。

2016年的一篇论文发表在《公共科学图书馆•综合》也旨在探讨星形胶质细胞参与学习和记忆,尽管这项研究更间接的方法。在这项研究中,Tadi等人研究了信使rna分子水平与代谢相关的星形胶质细胞和神经元之间的耦合以及分子与星形胶质细胞生化过程有关。通过研究小鼠的学习和记忆通过一个迷宫的范例,作者测量了这些预先确定分子的水平在这些动物的海马,大脑的这一区域与学习有关,内存和空间导航。作者发现,学习后,有一个upregulation与neuron-astrocyte耦合相关的基因。这个证据表明代谢之间的耦合神经元和星形胶质细胞对学习和记忆很重要。

活动依赖性髓鞘形成

少突胶质细胞的细胞形成的脂肪鞘盖经过大脑神经元的轴突。这些鞘负责绝缘轴突和加快信号沿着神经过程同样绝缘电线与周围电器在我们的家庭。每个人少突细胞可能有大量的过程从胞体,每一个都有能力形成髓鞘。通过这种方式,一个少突细胞能够提供大量的神经元髓鞘。此外,这些细胞在大脑的白质丰富,潜在的神经组织充满了什么本质上是交叉轴突的公路旅行与大脑。另外,少突胶质细胞和髓鞘对神经元生存很重要。髓鞘的损失可能最终导致死亡和损失的轴突在大脑中,损害大脑不同区域之间的通信。类似于星形胶质细胞和神经元之间的情况,现在也知道少突胶质细胞和神经元代谢耦合,使这些细胞交流材料,如乳酸和ATP生产使用。这样的角色远远超出最初的思考少突细胞的功能。

少突细胞前体细胞(信息公开化,不成熟的版本的少突细胞,还能“听”在神经元之间的对话,测量他们的活动。OPC参与这种通信可能帮助他们仍将成熟的成髓鞘少突胶质细胞和神经元周围形成鞘依赖性活动的方式。这意味着,如果神经元之间的活动增加,少突胶质细胞髓磷脂这些神经元,改善他们之间的信号传输。也有证据表明,少突胶质细胞对神经元之间的对话。2015年5月发表的一篇论文在《PLOS ONE》杂志表明,信息公开化能够产生“neuromodulatory因素”。证据来自看着neuromodulatory蛋白质的表达水平D2前列腺素合成酶和Pentraxin 2。

突触修剪

小神经胶质细胞与中枢神经系统相关的另一个有趣的细胞类型。传统上参与免疫系统相关的监测以及稳态过程,如席卷浪费粒子和其他碎片,这些的其他角色细胞也被进一步的研究在过去的十年。小胶质细胞开始出现的新角色。

早期大脑发育,神经元形成过多的连接或synapses-a场景可以作为一种“一切皆有可能”大脑的接线图。这大量的突触可能导致的能力适应意料之外的环境和情况下,我们可能会出生。当我们的大脑开始发展,在新的信息从我们的环境中,这种过度连接已被证明是“削减”。过去二十年的研究表明小胶质细胞是高度活跃/运动型大脑区域经历这样的“微调”,也被称为“突触修剪”。此外,小胶质细胞也被观察到突触接触,尤其是那些显示大小减少,暗示着一个活跃的突触消除的过程。

神经胶质的未来

显然,科学理解神经胶质细胞功能发生了翻天覆地的变化。这篇文章中概述的研究结果,结合数以百计的创意论文分析新的复杂的角色星形胶质细胞、少突胶质细胞、小胶质细胞神经相声的描绘不断的影响下细胞类型。这张照片清楚地表明理解可塑性和神经信息处理详细将艰钜的任务。我们如何能够区分每个细胞正在扮演的角色,特别是当他们扮演类似的角色是神经元之间的交流吗?不管怎样,这个新时代的神经胶质细胞生物学是一个激动人心,充满发现的可能性。

这个故事是转载的《公共科学图书馆·博客:blogs.plos.org。