神经元的放电改变了隔离它们的细胞

根据8月22日发表在开放获取杂志上的一项新研究，通过它们的放电模式，神经元影响细胞的行为，这些细胞成熟后将提供神经元轴突的绝缘公共科学图书馆生物学由德国Tübingen大学的Balint Nagy、Maria Kukley及其同事共同完成。这些发现表明，神经元和支持和保护它们的非神经元细胞之间存在着复杂而微妙的相互作用。

少突胶质细胞前体细胞(OPCs)产生少突胶质细胞，它包裹着神经元的轴突神经元在中枢神经系统用髓磷脂电隔离它们。神经元向OPCs发出信号化学突触．先前的研究表明，神经纤维的电或光刺激会影响OPCs的增殖及其向少突胶质细胞的分化，但这种刺激是否像一个开关，仅通过其存在或不存在来影响OPCs，还是更像一个调光开关，在OPC中诱导分级反应，目前尚不清楚。

为了研究这个问题，作者研究了胼胝体中的少突胶质细胞，胼胝体是连接大脑两个半球的神经束，在新鲜的大脑切片和活着的啮齿动物中都有。他们使用电极刺激神经元放电，并记录邻近OPCs的反应。

他们发现，在低频率下刺激大脑切片中的神经元纤维会导致离子在OPCs膜上缓慢振荡运动，而高频刺激会导致离子更快地振荡运动。对活体动物神经元纤维的高频刺激比低频刺激在一周内导致了更大的OPC增殖(产生更多的OPC);反过来，低频刺激导致更多的OPCs分化为预成髓鞘的少突胶质细胞，然后这些细胞继续发育为制造髓鞘的少突胶质细胞。

OPCs如何将不同的神经元放电模式转化为增殖和分化的差异尚不清楚，但已经发现放电模式的差异以渐变而不是开关的方式影响神经元本身的基因表达，这表明类似的机制可能在OPCs中起作用。有趣的是，不同的神经元放电模式以不同的方式影响着神经元和OPC之间的化学突触的特性，以及OPC中钠、钾和钙等离子的细胞内浓度。因此，神经元可能利用与OPCs的突触来影响OPCs的行为，包括增殖和成熟。目前尚不清楚OPCs行为中与频率相关的差异是否与神经元各自的需求相匹配。

大脑中的髓鞘是可塑的。它会受到我们日常行为的影响，并对环境输入做出反应，体育活动会增加它，社会孤立会减少它。了解活动对髓鞘形成的影响的中介机制可能为髓鞘形成或脱髓鞘形成缺陷的疾病的治疗干预提供了重要的机会。Kukley评论说:“这项研究可能为脱髓鞘疾病的治疗开辟了新的视角，脱髓鞘疾病强烈依赖于OPCs的增殖和分化。”

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