Cell：RNA是神經元的引路人
日期：2013-06-09 09:10:28
Weill Cornell醫學院的研究人員揭示了，在大腦發育中引導精密神經回路形成的關鍵機制，文章發表在本期的Cell雜志上。神經回路的故障會引發多種腦部疾病，從孤獨癥到智力障礙，而這項研究為治療這些疾病帶來了新的啟示。
研究人員首次向人們展示，生長中的軸突由神經細胞里的RNA分子引導，如果這些分子在給出指令后沒有及時被降解，就會導致神經連接故障。舉例來說，告知軸突轉向的信號本應隨后消失，如果這一信號依然活躍，就會干擾到其它新的指令。
科學家們認為，這一發現可以幫助人們嘗試修復出現故障的回路。與神經回路故障有關的疾病包括：癲癇、孤獨癥、精神分裂癥、智力障礙和運動障礙等等。
“理解神經連接發生故障的分子基礎，能夠幫助人們開發新的治療方案，糾正這一問題，”文章的資深作者Samie Jaffrey教授說。“幼年時期的大腦非常具有可塑性，可以通過干預讓大腦建立功能性的新神經連接。”
在大腦發育過程中，神經元之間需要建立連接，它們延伸軸突以相互接觸。最終，這些神經元在大腦和目標組織之間形成回路，化學和電信號就通過這樣的回路傳遞。與人們之前的認識相比，這項研究所揭示的神經連接機制，充斥著更多的動態過程，也更容易出現錯誤。
研究人員對脊髓和大腦之間的神經元進行了研究。“神經元軸突的定位非常重要，”Dr. Jaffrey說。“如果沒有正確定位，就會形成錯誤的連接，導致信號傳送到錯誤的細胞。”
神經元的軸突通過其頂端的生長錐來進行定位，由此找到正確的目標。“這些生長錐能夠感知環境，確定目標的位置并向其生長。”Dr. Jaffrey說。研究團隊發現，生長錐中的RNA分子負責將方向信息告知軸突，這些RNA在生長錐處翻譯成為蛋白，從而引導軸突生長。
“在神經回路建立之后，神經元生長錐的絕大多數RNA會被沉默。我們發現，細胞只在精確的時間段讀取特定RNA，以便在適當時機合成正確的蛋白，引導軸突生長。蛋白合成之后，相應的RNA指令就會被降解并消失，”他說。
“如果這些RNA不在應該消失的時候消失，軸突就不能正確定位，結果是神經連接出錯，導致回路發生故障，”Dr. Jaffrey說。
這項研究指出，大腦神經連接的控制機制，依賴于處于動態中的RNA分子。調節這些RNA的降解通路，能夠對大腦發育產生巨大影響。在此基礎上，人們可以嘗試修復出現問題的神經連接。
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