成人星形胶质细胞是学习和记忆的关键
贝勒医学院的研究人员揭示，星形胶质细胞是大脑中最丰富的细胞，在调节学习和记忆相关的神经元回路中起着直接作用。研究结果发表在该杂志上神经元．
“越来越清楚的是，星形胶质细胞在健康成人中不仅仅是支持细胞大脑．它们在各种复杂而重要的功能中起着直接作用，包括通过突触的神经元通信和神经回路功能的调节，”通讯作者Benjamin Deneen博士说，他是神经外科教授和贝勒干细胞和再生医学中心的成员。“在这项研究中，我们展示了星形胶质细胞在正常大脑功能中的新作用。”
先前的研究表明，星形胶质细胞由具有独特细胞、分子和功能特性的不同群体组成。它们占据不同的大脑区域，表明区域专业化。有证据表明转录因子-参与控制的蛋白质基因表达-调节星形胶质细胞多样性。Deneen和他的同事们试图更好地了解转录因子NFIA在成年小鼠大脑功能中的作用，NFIA是一种已知的星形胶质细胞发育调节因子。
研究人员对小鼠模型进行了基因改造，使其在整个大脑的成年星形胶质细胞中特别缺乏NFIA基因。他们分析了大脑的几个区域，寻找星形胶质细胞形态、生理学和基因表达特征的变化。
“我们发现nfia缺陷的星形胶质细胞呈现出缺陷的形状和改变的功能，”Deneen说，他是Dr. Russell J.和Marian K. Blattner主席，也是Baylor丹·L·邓肯综合癌症中心的成员。“令人惊讶的是，尽管NFIA基因被完全消除了大脑区域，只有海马体中的星形胶质细胞被严重改变。其他区域，如大脑皮层和脑干，则没有受到影响。”
海马体中的星形胶质细胞也有较少的钙活性-钙是一个指标星形胶质细胞功能——以及检测神经元释放的神经递质的能力下降。缺乏nfia的星形胶质细胞也不像正常的星形胶质细胞那样与神经元密切相关。
重要的是，所有这些形态和功能的改变都与动物学习和记忆能力的缺陷有关，这为星形胶质细胞在某种程度上控制神经元提供了第一个证据电路它调节学习和记忆。
“大脑中的星形胶质细胞在物理上接近神经元并与神经元交流。神经元释放的分子可以被星形胶质细胞检测并做出反应，”Deneen说。“我们认为，缺乏nfia的星形胶质细胞无法‘倾听’神经元和正常的星形胶质细胞一样，因此，它们不能通过提供有效记忆电路功能和神经元传输所需的支持来适当地做出反应。因此，大脑回路被破坏，导致学习和记忆受损。”
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