更粗的神经纤维使小鼠反应更快

为了让生物体对环境中的刺激做出快速反应，它们需要神经冲动沿着被称为轴突的神经延伸快速而精确地传递。尽管一些无脊椎动物已经发育出非常厚的轴突来增加神经传输速度，但在脊椎动物的神经系统中，轴突周围已经形成了髓鞘。这种绝缘层能够以较小的轴突直径快速传导刺激。然而，到目前为止，还没有人发现一种限制轴突厚度的分子。马克斯普朗克实验医学研究所(Göttingen)的研究人员成功地从基因上切断了小鼠髓磷脂生成细胞中的CMTM6蛋白。他们随后观察到，与其他小鼠相比，这些小鼠不仅发育出更厚的轴突，而且对感官刺激的反应也明显更快。由于神经系统疾病如Charcot-Marie-Tooth病表现出轴突直径减小，CMTM6可能是治疗的一个可能靶点。

为了逃离捕食者或成功捕猎，动物必须能够对外界刺激做出快速反应。神经细胞沿其延伸轴突传导电脉冲，最终导致肌肉收缩。影响速度的因素之一信号传输发生的是轴突的直径。更厚的轴突对电信号的阻力更小，速度更快传输。无脊椎动物，如鱿鱼，有一些非常大的轴突，实现高传输速度。

相比之下，脊椎动物神经系统的信号传输速度通过不同的进化过程得到了提高。髓鞘形成，包围并电绝缘神经纤维多层，富含脂肪的鞘。即使轴突直径很小，髓鞘也能使刺激快速传导。

这对脊椎动物有很多好处:更小的轴突不仅消耗更少的能量，也需要更少的空间。一条神经通路可以容纳更多的轴突，从而使信号传导和复杂认知功能的发展具有更高的精度。绝缘轴突还能实现远距离快速信号传输，比如在长颈鹿这样的大型动物身上。周围神经系统中的髓磷脂形成细胞，称为雪旺细胞，紧紧缠绕在轴突周围。这种相互作用是否限制了轴突的直径，以及限制到什么程度，到目前为止还不清楚。

雪旺细胞中的未知蛋白质

Hauke Werner和马克斯·普朗克实验医学研究所(Göttingen)的一个工作组正在研究髓鞘和轴突功能之间的联系。他们与Göttingen大学、莱比锡大学、美因茨大学和马克斯·普朗克医学研究所的研究人员一起，一直在研究雪旺细胞中一种以前未知的蛋白质，这种蛋白质与轴突直接接触。bob88体育平台登录

在他们的研究中，研究人员从基因上关闭了雪旺细胞中的CMTM6(趋化因子样因子-样marvel -跨膜域含家族成员-6)蛋白老鼠。结果，这些小鼠的轴突明显比其他小鼠更厚。电生理研究神经细胞显示小鼠的神经传输速度加快。神经系统的其他部分未受影响，这使得研究人员得出结论，信号传输速度的增加可能归因于更厚的轴突。

更快的反应

研究人员还观察到老鼠的行为反应更快。“当我们把老鼠放在加热的瓷砖上时，轴突较粗的老鼠对热刺激的反应明显更快，”Hauke Werner的同事、该研究的第一作者Maria Eichel解释说。然而，更快的信号传输也给老鼠带来了问题。当研究人员让小鼠跑过栅栏时，转基因小鼠在栅栏上滑倒的频率高于其他小鼠。“这些动物可能在正确协调快速传播的刺激方面遇到了问题，”Eichel解释道。

虽然关闭CMTM6蛋白并没有创造出超级小鼠，但这些转基因动物的实验确实为神经元疾病的治疗提供了可能的基础。其中许多疾病的特点是信号传输受损。在Charcot-Marie-Tooth病患者中，轴突直径减小是原因之一。Eichel说:“CMTM6蛋白可能是治疗此类疾病的起点。”研究人员的下一步将是在小鼠身上进行研究神经系统疾病并关闭CMTM6蛋白，以研究他们的状况是否得到改善。