这项研究推翻了有关神经系统发育的开创性研究

这项研究推翻了有关神经系统发育的开创性研究
左图:轴突(绿色、粉色、蓝色)在正常发育的小鼠脊髓中形成有组织的图案。右图:去除netrin1导致高度无序的轴突生长。来源:加州大学洛杉矶分校布罗德干细胞研究中心/Neuron

加州大学洛杉矶分校的Eli和Edythe Broad再生医学和干细胞研究中心的科学家们的新研究推翻了一个长期存在的范式,即轴突(连接神经系统细胞的线状突起)在胚胎发育期间是如何生长的。这项由神经生物学副教授萨曼莎·巴特勒(Samantha Butler)领导的研究结果,可以帮助科学家复制或控制轴突的生长方式,这可能适用于影响神经系统的疾病,如糖尿病,以及切断神经的损伤。

随着胚胎的生长,神经元——神经细胞-将轴突延伸到发育中的脊髓。然后,轴突被引导到身体的其他部位,如大脑,以建立一个功能正常的神经系统。人们普遍认为,各种引导线索,如蛋白质等细胞分子,要么相互吸引,要么相互排斥当轴突从神经元伸出去寻找它们在神经系统中的目的地时。

之前的研究表明,一种名为netin1的特殊引导线索在远距离内吸引和组织轴突生长,类似于灯塔发出信号从远处引导船只方向。然而,先前的研究也表明,netrin1在胚胎的许多地方产生这引发了人们对它是否真的在远距离上起作用的质疑。最值得注意的是,netrin1是由被称为神经祖细胞的组织特异性干细胞产生的,它可以产生神经系统中的任何类型的细胞。然而,尚不清楚神经祖细胞产生的网1如何影响轴突生长。

巴特勒和她的研究小组从小鼠胚胎脊髓不同区域的神经祖细胞中去除netrin1。这种操作导致了高度无序和异常的轴突生长,使研究人员能够非常详细地了解神经祖细胞产生的netrin1如何影响发育中的神经系统中的轴突。

他们发现,神经祖细胞通过产生一种netrin1通路来组织轴突的生长,这种通路只能在局部环境中引导轴突,而不能在很远的地方引导轴突。这种netrin1通路就像一个粘性表面,鼓励轴突朝着形成正常、功能正常的神经系统的方向生长。

巴特勒的研究是对netrin1在神经系统形成中的作用的重要重新解释。该结果进一步加深了科学家对神经前体细胞对神经回路形成的贡献的理解。确定netin1具体如何影响轴突可以帮助科学家使用netin1更有效地再生神经受损患者的轴突。

例如,因为神经生长在通道中,所以人们很有兴趣尝试恢复受伤后导致神经切断的通道,这经常出现在经历过事故的病人或手臂或腿部受伤的退伍军人身上。一种很有前途的方法是在神经损伤的人体内植入人工神经通道,为再生的轴突提供生长的管道。巴特勒认为,用netrin1包裹这些神经通道可以进一步促进轴突再生。她接下来的研究将集中于揭示更多关于netin1如何发挥作用以及如何在临床上使用的细节。

这项研究发表在今天的杂志上神经元


进一步探索

“婚姻掮客”蛋白的突破

更多信息: 神经元(2017)。www.cell.com/pb-assets/journal…w/neuron13632_r2.pdf
期刊信息: 神经元

引用:研究推翻了关于发育中的神经系统的开创性研究(2017,4月20日),检索自2022年6月2日//www.puressens.com/news/2017-04-overturns-seminal-nervous.html
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