生化學家使用酶來改變腦細胞相互交流的方式

當你閱讀這句話時，你大腦中的細胞，稱為神經(jīng)元，在彼此之間發(fā)送快速電信號，傳遞信息。它們通過它們之間稱為突觸的微小、專門的連接來做到這一點。

神經(jīng)元之間形成了許多不同類型的突觸，包括“興奮性”或“抑制性”，科學家們?nèi)圆磺宄@些結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的確切機制?？屏_拉多州立大學生物化學實驗室通過表明從突觸釋放的化學物質(zhì)類型最終指導神經(jīng)元之間形成哪種突觸，揭示了對這個問題的重要見解。

生物化學和分子生物學系助理教授 Soham Chanda 領導了這項發(fā)表在《自然通訊》上的研究，該研究證明了通過酶促手段在體外和體內(nèi)改變神經(jīng)元之間突觸身份的可能性。為該項目做出貢獻的其他資深科學家是斯坦福大學的 Thomas Südhof 和布法羅大學的 Matthew Xu-Friedman。

在實驗室中，Chanda 及其同事能夠僅使用酶，通過使神經(jīng)元表達一些誘導突觸機制級聯(lián)變化的基因，使突觸在興奮性和抑制性類型之間發(fā)生變化。這樣的突破可能對治療由突觸信息處理和交換故障引起的腦部疾病產(chǎn)生重大影響。

“我們對人類大腦的功能知之甚少，在它的中心，我們需要了解神經(jīng)元如何相互交流，”錢達說。“了解突觸形成和維持的基本機制對理解腦部疾病具有重大意義。”

他們的結(jié)果表明，在突觸連接區(qū)表達的細胞粘附蛋白并不是突觸功能的唯一提供者，正如一些人所認為的那樣。相反，從突觸前部位(信息的來源)釋放的稱為神經(jīng)遞質(zhì)的化學物質(zhì)似乎在控制突觸的形成類型和位置方面也發(fā)揮著重要作用。

CSU 團隊使用干細胞衍生的人類神經(jīng)元來證明它們通過特定神經(jīng)遞質(zhì)的受控釋放來產(chǎn)生某些類型的突觸連接的能力。布法羅大學的合作者在活老鼠的大腦中也發(fā)現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象。

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