小鼠大脑皮质锥体神经元表达绿色荧光蛋白的图像。红色染色表示伽马氨基丁酸能的中间神经元。(来源《公共科学图书馆·生物学》上)。图片来自Wikimedia Commons。
VIB和KU Leuven的研究人员已经发现了一种新的分子相互作用，可以治理两种类型的神经元之间的特定功能连接的形成。它给出了一个重要的线索，即独特的相互作用在大脑中为精确组织的神经元网络提供形状。
锥体神经元的形状像一个有多个突起的锥体。就像大树一样，这些突起穿过大脑组织层，与邻近和远处的神经元建立联系。“锥体神经元是非常复杂的细胞，”VIB和鲁汶大学突触生物学实验室负责人Joris de Wit教授解释说。“它们通过许多神经元连接或突触接收信号，这使它们能够处理各种类型的信息。”
这种连接的精确组织对于正常的大脑功能是必不可少的，但是协调它的机制还没有被很好地理解。德维特说:“我们的研究就是要弄清楚这种突触结构是如何在大脑中被调节的。”一项新的研究发表在神经元他的团队鉴定了一种新的蛋白质相互作用，介导一个非常具体的突触类型的形成，即所谓的苔藓纤维和位于海马的特定区域的所谓的苔藓纤维和金字塔神经元之间，大脑区域到学习和记忆的核心。
“我们知道一种叫做glypicans的蛋白质对突触的发育非常重要，”Giuseppe Condomitti说，他是de Wit团队的成员，也是这项研究的第一作者。“在我们的实验中，我们已经观察到甘聚糖4大量存在于苔藓纤维上，但我们也知道，它之前确定的结合伙伴不存在于锥体神经元上。所以在这个突触上一定有其他的事情在发生。”
出于好奇心，科学家们发现了甘聚糖4和GPR158之间新的相互作用。甘聚糖4是一种与自闭症谱系障碍和智力残疾有关的蛋白质，GPR158是一种受体，专门位于锥体神经元树中接收苔藓纤维连接的那部分。
“这种特殊突触的GPR158受体的特异性对我们来说非常令人惊讶。即使我们过表达金字塔神经元的受体，我们仍然在苔藓纤维突触中发现它”，De Wit说。当研究人员移除GPR158时，苔藓纤维突触的结构和功能大大受损。“但是金字塔上的其他联系神经元完全正常，“添加公寓”再次表明GPR158专门控制苔藓纤维突触。“
该研究是与美国斯克里普斯研究所(Scripps Research Institute)的研究人员合作完成的细胞报告de Wit和Condomitti帮助证明了类似的机制也控制着视网膜的连通性，这表明他们发现的相互作用塑造了大脑不同部位的连通性。
冰山一角
技术的进步使神经科学家能够在越来越详细的水平上研究大脑，单细胞革命正在全速进行。这些新的研究发现更进一步，揭示了在解决特定连接时的独特生物学特征。
威特继续说:“观察独特的分子相互作用如何形成大脑中不同的连接是很有趣的。”“我认为，就大脑连接的分子多样性而言，我们目前所看到的只是冰山一角。我们还不知道是什么机制塑造了其他的联系锥体神经元。了解A中所有连接的分子蓝色印刷品大脑多年来，像海马一样的地区将是一个重大挑战。“
更多信息：一种输入特异性孤儿受体GPR158-HSPG相互作用组织海马苔藓纤维- ca3突触，Condomitti等2018神经元。
孤儿受体GPR179与Dystroglycan-pikachurin复合物的杂交相互作用对于感光体的突触组织，Orlandi等，2018年是必不可少的细胞报告。
所提供的VIB（佛兰德斯生物技术研究所）
