中心体在神经元迁移中起着重要作用
来自DZNE的研究人员已经解决了神经生物学中的一个重要难题:神经细胞的连接和运动是交织在一起的,但分别被控制。
这项研究的重点是神经元的生长和迁移:As神经细胞它们将大脑连接起来,以便与其他神经细胞进行交流。其中一根轴突变长;这些导线是神经元网络的基础。与此同时,神经细胞迁移到大脑皮层的特定位置。
值得注意的是,这些动态过程是单独控制的:轴突继续生长以与它连接靶细胞即使神经细胞已经找到了它的最终位置。
“我们发现中心体-一种驱动的细胞器细胞分裂-调节神经细胞迁移;德国神经退行性疾病中心(DZNE)的Stanislav Vinopal博士和Sebastian Dupraz博士说:“然而,它对轴突的形成和生长没有作用。”他们是这项研究的第一作者,该研究现在发表在神经元。
到目前为止,专家们一直在争论中心体的作用。生长和迁移的过程是由细胞的动态骨架,即细胞骨架来实现的。细胞骨架由微管组成,称为微管。它们也构成了轴突的主干。微管可以由中心体产生。有了他们的研究结果,来自弗兰克·布拉德克教授小组的参与研究人员解决了神经生物学领域的一个核心难题,这是科学界多年来一直试图回答的问题。
事实上,轴突的生长和对其迁移运动的控制并不相关,这是一个意想不到的结果:“这两种行为同时发生,并且都依赖于微管。尽管如此,它们仍然是相互独立控制的,”Stanislav Vinopal说,他在DZNE工作后,现在捷克共和国Usti nad Labem的Jan Evangelista Purkyne大学进行研究。
在他们的研究中,研究人员开发了新的分子工具。“这些分子工具使我们能够精细地控制中心体的功能,以产生微管,”Sebastian Dupraz解释说。通过这种方式,它的活性可以降低或增加。
科学家们在老鼠的大脑中发现,轴突的形成独立于中心体的活动。然而,神经元迁移受到显著影响。杜普雷兹总结说:“轴突的生长显然是由一种不同的机制造成的,即所谓的微管的中心体形成。”“这将成为我们未来研究的主题。”
通过他们的工作,科学家们现在可以将以前相互矛盾的两个理论结合起来:中心体在神经元发育中起着重要作用的理论的支持者和反对者。“在我们的研究中,我们解开了神经元中同时发生的两种机制,”Stanislav Vinopal说。“对于轴突本身的生长,我们发现中心体是不必要的。然而,在神经元迁移的过程中,它起着重要作用。”
DZNE科学家的发现可能有助于开发一种分子治疗对于一些遗传性疾病,例如所谓的发育性粗回,这与中心体蛋白γ -微管蛋白的突变有关。同样在这些疾病表型中,轴突大多是完整的,而神经元迁移受损。“大概也是一样吧分子机制是这些疾病背后的原因,所以未来的治疗可能会关注这一点,”DZNE的研究人员说。
更多信息:Frank Bradke和同事,在发育中的大脑中,中心体微管成核调节投影神经元的径向迁移独立于极化,神经元(2023)。DOI: 10.1016 / j.neuron.2023.01.020。www.cell.com/neuron/fulltext/s0896 - 6273 (23) 00070 - 3