抄近道的細(xì)胞通訊
日期：2014-09-24 08:54:49
來(lái)自海德堡大學(xué)、波恩大學(xué)的科學(xué)家們組成的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)，某些神經(jīng)細(xì)胞采取抄近路的方式來(lái)傳遞信息：信號(hào)并未通過(guò)細(xì)胞的中心，而是繞過(guò)它在一條旁路上傳導(dǎo)。由此，他們揭示了一種從前未知的神經(jīng)細(xì)胞形狀。這些研究結(jié)果發(fā)表在9月17日的《神經(jīng)元》（Neuron）雜志上。
神經(jīng)細(xì)胞利用電信號(hào)來(lái)進(jìn)行通訊。通過(guò)廣泛分枝的細(xì)胞結(jié)構(gòu)——樹(shù)突，它們接收到來(lái)自其他神經(jīng)元的信號(hào)，然后再通過(guò)軸突將信號(hào)傳送給其他的神經(jīng)元。軸突和樹(shù)突往往是借助于神經(jīng)元的細(xì)胞體相互連接。這一研究小組現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)在一些神經(jīng)元中軸突直接源自于樹(shù)突。類似于抄旁路，由此推動(dòng)了細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳送。
論文的第一作者、海德堡大學(xué)的Christian Thome說(shuō)：“這一樹(shù)突上的輸入信號(hào)不需要跨越細(xì)胞體進(jìn)行傳送。”在他們的分析過(guò)程中，科學(xué)家們特異給海馬椎體細(xì)胞軸突起源位點(diǎn)標(biāo)記上了顏色。海馬這一大腦區(qū)域與記憶過(guò)程有關(guān)聯(lián)。隨后，他們獲得了令人驚訝地結(jié)果。“我們發(fā)現(xiàn)，在超過(guò)一半的細(xì)胞中軸突并非從細(xì)胞體中出來(lái)，而是來(lái)自基樹(shù)突(basal dendrite),” Thome說(shuō)。
研究人員隨后研究了在這類特殊的樹(shù)突處接收到的信號(hào)所產(chǎn)生的效應(yīng)。為此，他們將一種神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸注入到小鼠的大腦組織中，這些大腦組織可被光脈沖激活。高分辨率顯微鏡使得神經(jīng)科學(xué)家們能夠?qū)⒐馐苯又赶蛱囟ǖ臉?shù)突上。通過(guò)隨后激活這一信使物質(zhì)，他們模擬了一種興奮性的輸入信號(hào)。
論文的第一作者、波恩大學(xué)Tony Kelly 說(shuō)：“我們的檢測(cè)結(jié)果表明，直接與軸突連接的樹(shù)突積極地傳播微小的輸入刺激，激活了神經(jīng)元。”計(jì)算機(jī)模擬表明，當(dāng)細(xì)胞體的抑制性輸入信號(hào)抑制來(lái)自其他樹(shù)突的信息流向軸突時(shí)，這一效應(yīng)尤為明顯。
Kelly說(shuō)：“通過(guò)這種方式，這種特殊突觸傳送的信息比來(lái)自其他樹(shù)突的輸入信息更大程度上影響了神經(jīng)細(xì)胞的行為。”在未來(lái)，研究人員將嘗試闡明通過(guò)這種特異的樹(shù)突實(shí)際上增強(qiáng)了什么生物功能，以及導(dǎo)致這些神經(jīng)元獨(dú)特形狀的原因是什么。
