大腦中的星形膠質(zhì)細(xì)胞在長(zhǎng)期記憶中起主導(dǎo)作用

LA JOLLA-(2019年8月22日)Salk的研究人員發(fā)現(xiàn)，被稱為星形膠質(zhì)細(xì)胞的星形膠質(zhì)細(xì)胞有助于大腦建立持久的記憶。這項(xiàng)新的工作增加了越來越多的證據(jù)，表明長(zhǎng)期以來被認(rèn)為只是大腦支持細(xì)胞的星形膠質(zhì)細(xì)胞可能會(huì)發(fā)揮更主導(dǎo)的作用。這項(xiàng)研究發(fā)表在2019年7月26日的《膠質(zhì)細(xì)胞瘤》(GLIA)雜志上，可以為患有長(zhǎng)期記憶障礙的疾病提供治療，如創(chuàng)傷性腦損傷或癡呆。

“這表明，這些細(xì)胞不僅幫助神經(jīng)元維持活動(dòng)，”薩爾克計(jì)算神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人、這項(xiàng)新工作的資深作者特倫斯塞吉諾夫斯基教授說?！斑@表明，它們實(shí)際上在信息如何在大腦中傳遞和存儲(chǔ)方面發(fā)揮著重要作用。”

大腦中的神經(jīng)元依靠快速電信號(hào)在整個(gè)大腦中傳播并釋放神經(jīng)遞質(zhì)，但星形膠質(zhì)細(xì)胞反而產(chǎn)生鈣信號(hào)并釋放稱為膠質(zhì)體的物質(zhì)，其中一些物質(zhì)在化學(xué)性質(zhì)上與神經(jīng)遞質(zhì)相似。根據(jù)經(jīng)典觀點(diǎn)，星形膠質(zhì)細(xì)胞的功能主要是為更活躍的神經(jīng)元提供支持，幫助運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，清理分子碎片，將神經(jīng)元固定到位。最近，研究人員發(fā)現(xiàn)，它們可能通過釋放神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞在大腦中發(fā)揮其他更活躍的作用，但這些作用在很大程度上仍然是神秘的。

2014年，Sejnowski、Salk博士后研究員AntnioPinto-Duarte和他的同事們表明，禁用星形膠質(zhì)細(xì)胞中膠質(zhì)細(xì)胞的釋放會(huì)導(dǎo)致一種稱為伽馬振蕩的電子節(jié)律，這對(duì)于認(rèn)知技能非常重要。在那項(xiàng)研究中，當(dāng)研究人員測(cè)試殘疾星形膠質(zhì)細(xì)胞小鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)缺陷僅限于辨別新奇事物的能力。

在這項(xiàng)新的研究中，Sejnowski的團(tuán)隊(duì)首次尋找星形膠質(zhì)細(xì)胞受損小鼠的長(zhǎng)期記憶。他們使用的基因工程動(dòng)物缺乏一種叫做肌醇1，4，5-三磷酸2型(IP3R2)的受體，星形膠質(zhì)細(xì)胞依靠這種受體釋放鈣進(jìn)行交流。

研究人員對(duì)老鼠進(jìn)行了三種不同類型的學(xué)習(xí)和記憶挑戰(zhàn)測(cè)試，包括與新物體互動(dòng)和尋找迷宮的出口。在每種情況下，缺乏IP3R2的小鼠表現(xiàn)出與正常小鼠相同的學(xué)習(xí)能力。此外，當(dāng)在每個(gè)初始學(xué)習(xí)過程后的24-48小時(shí)內(nèi)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，星形膠質(zhì)細(xì)胞受損的小鼠仍然可以保留信息，例如，通過迷宮找到它們的方法。結(jié)果與以往的研究一致。

然而，當(dāng)小組再等2到4周，重新測(cè)試訓(xùn)練過的老鼠時(shí)，他們看到了很大的不同。缺乏受體的老鼠表現(xiàn)更差，在完成迷宮時(shí)犯的錯(cuò)誤是正常老鼠的兩倍多。

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