老鼠大脑中的星形胶质细胞网络控制着空间学习和记忆

星形胶质细胞在中枢神经系统中形成相互连接的细胞网络。当成年老鼠大脑中这些细胞与细胞之间的耦合被破坏时，这些动物就不再能够存储空间信息。因此，正如苏黎世大学(University of Zurich)的神经科学家所指出的，星形胶质细胞网络对于空间学习和记忆的形成至关重要。

在大脑中，神经元和星形胶质细胞一起处理信息，使复杂的行为和认知能力．星形胶质细胞有许多功能，如控制血脑屏障为神经组织提供营养，并支持其修复。星形胶质细胞的一个有趣的特征是它们会形成大型网络连接的细胞。这些连接是由特定的膜孔组成的，这些膜孔是由一组被称为连接蛋白的蛋白质形成的。通过这些连接，星形胶质细胞可以通过交换各种离子和小分子相互交流。

关闭星形胶质细胞耦合会破坏空间记忆的形成

由苏黎世大学药理学和毒理学研究所的Aiman Saab和Bruno Weber领导的神经科学家团队发现，在成年小鼠的大脑中星形胶质细胞耦合有助于海马体的神经功能，海马体是参与空间记忆形成的大脑区域。“我们发现，在成年期，完整的星形胶质细胞网络对神经稳态、突触可塑性和该大脑区域的空间认知能力至关重要，”该研究的最后一位作者Aiman Saab说。

为了阐明星形胶质细胞网络的功能相关性，研究人员生成了一个小鼠模型其中负责连接星形胶质细胞的两个关键连接蛋白可以选择性地灭活。一旦相应的基因被关闭，星形胶质细胞就失去了维持细胞间网络的能力，星形胶质细胞与星形胶质细胞的耦合在几周内就被破坏了。

完整的星形细胞网络是成年小鼠大脑功能的关键

星形胶质细胞网络的破坏改变了海马神经元的兴奋性及其在突触上的信号传输。此外，存储突触信息所需的这些专门神经元连接的加强也受到了损害。这伴随着动物在空间学习和记忆方面的显著缺陷。“已知星形胶质细胞的功能与形成认知能力有关。我们的研究现在表明，一个完整的星形胶质细胞网络对成年小鼠的空间记忆形成至关重要，”该研究的第一作者拉迪娜Hösli说。

与神经退行性疾病和神经精神疾病惊人的相似

此外，脑原代免疫细胞也会因星形胶质细胞偶联的丧失而受到影响。在小鼠中观察到的这些所谓的小胶质细胞的激活与在神经退行性疾病比如阿尔茨海默氏症和抑郁症等神经精神疾病。“星形胶质细胞和小胶质细胞不仅改变了它们的形态，我们还发现了与疾病相关的小胶质细胞特有的特定标记物的变化，”Hösli说。

由于正常的大脑老化也与星形细胞耦合的变化有关，这些神经胶质的变化可能导致与年龄相关的学习和记忆衰退。“我们的研究表明，在成年人中大脑星形细胞连接蛋白的功能和完整的胶质网络可能对星形胶质细胞和小胶质细胞共同工作以维持神经内稳态的方式很重要，”Aiman Saab说。在下一步，研究人员的目标是了解当星形胶质细胞耦合受到干扰时，微胶质细胞的功能是如何改变的。

这项研究发表在细胞的报道．

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