一个共同的大脑细胞形状神经系统以意想不到的方式

超过一半的大脑胶质细胞组成,环绕神经纤维和隔离them-similarly如何电缆的塑料套管绝缘铜线within-allowing电气和化学脉冲传播速度快。在过去,神经科学家认为胶质细胞神经细胞的一个重要但被动辅助。但是科学家在洛克菲勒的发育遗传学实验室,由沙汉姆,Shai眼下积累了令人信服的证据表明,这种细胞类型中扮演更积极的和动态作用大脑比此前认为的。

Shaham现在的实验室报告细胞那神经胶质细胞可以控制形状特定的神经末梢通过与他们交流一个前所未知的分子途径。“在神经系统,形状就是一切,”他说。“神经元的形状决定的神经元它连接到甚至这些连接的强度。但我们知道珍贵的小形状是决定如何。”

多语言细胞

在这项研究中,Aakanksha Singhvi,博士后在实验室和报告的第一作者,包围着神经末梢的神经胶质细胞研究12蛔虫线虫神经元,其中包括一个响应temperature-called thermosensory神经元和一些应对的气味。研究人员想知道神经胶质细胞适当调节的这些神经元的形状。他们发现它使用不同的分子机制来控制每个神经细胞类型包含的形状。

“神经胶质细胞,令人惊讶的是,多语言”,就是Singhvi所说。“他们可以与不同的神经元不同。”

她和她的同事发现,胶质细胞表达离子转运蛋白,称为KCC-3,特别在其表面附近thermosensory神经元,但远离其他神经元。它以这种方式影响和维护thermosensory神经末梢的形状,而不影响其他的神经末梢周围。

研究人员还发现,KCC-3影响thermosensory神经元的功能除了它的形状。通常,蠕虫能“记住”的温度,而如果成虫有选择,他们会寻找类似的不温不火的斑点。但是当科学家们策划蠕虫KCC-3不能工作,他们发现这些动物不迁移到他们最喜欢的培养温度。

“这想法,胶质细胞可以直接模具神经功能并不新鲜,”沙汉姆。说眼下“我们的发现是直接证明它实际上发生了。”

研究人员发现,当地的离子浓度会影响神经末梢的形状。他们表明,KCC-3调节细胞外水平的氯化,然后控制神经元的形态和功能。然后他们更进一步,确定蛋白质的神经元活动是由氯离子,操控细胞的骨架和神经末梢其形状。

之前所知,胶质细胞和神经元交流通过特定的离子来调节他们的形状,和研究人员推测,胶质细胞可能实际上可以使用离子模具的形状和功能许多类型的神经元。

临床意义

KCC-3是表达我们的耳朵、视网膜和雪旺细胞cells-glial呈现在我们的周围神经系统。携带突变基因的人产生它遭受感觉神经病变,是一种引起刺痛,疼痛、麻木、无力的手和脚。蛋白质也是存在于神经胶质细胞在中枢神经系统,和其他研究表明其功能可能相关的条件与缺陷相关的神经元的形状,包括亨廷顿氏病和癫痫。

神经末梢的形成和维护形状对学习和记忆很重要,和摄动的形状与神经疾病包括老年痴呆症、精神分裂症、老年痴呆症。在另一项最近的研究发表在细胞的报道沙汉姆和肖恩·华莱士,眼下在实验室里一个博士后,表明胶质细胞控制蠕虫,许多神经末梢的形状表明额外的塑造途径还有待发现。

发现胶质细胞可以调节神经末梢的离子转运体表达只在它接触一个特定类型的神经元是开辟了许多新的研究途径。如果它是一个广泛使用的机制,通过这种胶质细胞选择性地影响特定的神经元,它可以操纵的治疗目的。