拉斯维加斯著名贝拉吉奥喷泉旁发生枪击事件,2人死亡

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健康解锁神经防御的秘密:关于身体保护机制的新发现

解锁神经防御的秘密:关于身体保护机制的新发现

新的关于线虫的新发现揭示了胶质细胞如何监视和支持神经元树突。

虽然神经元常常吸引注意力,但它们在很大程度上依赖于胶质细胞。这些支持性脑细胞通过提供营养、清除废物以及保护神经元免受损伤,发挥着至关重要的作用。

最近发表在自然通讯上的研究揭示了这些基本支持细胞如何检测和处理神经元损伤的新方式。研究展示了两个重要的蛋白质如何使胶质细胞能够主动监视从线虫树突伸出的毛发状纤毛,从而使它们能够响应损伤并保护神经元。这一发现可能对与纤毛缺陷相关的疾病(如多囊肾病)的治疗产生重大影响。

“我们的主要目标是了解胶质细胞如何与树突相互作用,”洛克菲勒大学发育遗传学实验室主任Shai Shaham说道。“下一个关键问题是是否可以修改这些细胞以应对与纤毛相关的疾病。”

探索新边界

神经元依赖轴突和树突进行通信;轴突传递信号,而树突则接收信号,树突末端的纤毛对此提供了帮助。纤毛负责感知气味、光线和其他刺激。

尽管研究已集中在胶质细胞如何辅助轴突的方面,但对它们在维持和保护树突及其脆弱的纤毛方面的作用关注较少。Shaham及其团队意识到树突结构的改变与学习和记忆有关,而功能障碍的纤毛则是称为纤毛病的一类疾病的核心,因此他们旨在填补这个重要的知识空白。

“我们基本上对胶质细胞和树突的相互作用没有任何了解,但这些相互作用与涉及轴突的相互作用同样重要,”Shaham解释道。“接收信号的机制也是必要的。”

研究人员专注于线虫C. elegans中的胶质细胞、树突和纤毛,这种线虫因其清晰的遗传学和良好记录的生物学而受到研究人员的青睐。线虫的另一个好处是它们的纤毛仅位于树突的末端,使研究胶质细胞去激活对树突纤毛的影响变得更容易。“C. elegans是一个强健的模型,因为它使我们能够从分子到行为层面探索广泛的概念,”Shaham实验室的博士后Katherine Varandas说道,同时也是该研究的第一作者。“通过研究线虫,我们可以揭示树突与胶质细胞之间复杂的相互作用。”

生命之树的攀登

在调查中,团队采用CRISPR技术创建了具有功能障碍纤毛或修饰胶质反应的线虫。然后,他们使用荧光显微镜观察胶质细胞的活动。为了确定胶质细胞如何对线虫中正常和受损的纤毛做出反应,他们利用RNA测序检查基因表达的变化,并使用电子显微镜检测结构变更。

团队发现胶质细胞通过累积过多的细胞外基质蛋白质和改变基因表达模式来响应纤毛损伤。他们识别出一个新的信号通路,涉及神经元蛋白DGS-1和胶质蛋白FIG-1。这些蛋白在监督纤毛健康方面发挥着至关重要的作用,因为这两者中的突变甚至可以在没有纤毛损伤的情况下激活胶质反应。

这一研究增强了我们对胶质功能的理解,其潜在应用远超线虫。鉴于不同物种的感官器官在结构和功能上的平行关系,哺乳动物中也可能存在类似的纤毛保护机制,在那里,胶质细胞与类似的树突结构相互作用。因此,该研究可能为进一步探索各个物种之间的胶质—树突相互作用铺平道路,并可能惠及人类中的纤毛病患者。

“我们下一个目标是将这项研究扩展到哺乳动物,”Varandas提到。“感官器官,具有丰富纤毛的树突并伴随胶质细胞,已以一种惊人地保守的方式进化,为未来的研究提供了令人兴奋的途径。”