2020年1月10日报告
血清素是神经再生的重要调节因子
NeuroreGeneration不仅需要神经发生,而且还具有神经发生,而且还具有失去的联系和非神经元细胞的诞生的再生。虽然人类中的成年神经发生只是众所周知,但在大脑的一些精确的围绕围绕大脑的少数内容中,其他物种的工作表明,科学仅划伤了我们神经系统的完全再生潜力的表面。
5 -羟色胺能系统已被广泛证明控制神经再生的许多方面。在某些区域,它促进了神经发生,而在其他区域,它似乎抑制了它。关于抑制,最近的一个例子发表在PLOS生物学。作者使用了Alzheimer病的斑马鱼模型,以表明淀粉样蛋白诱导的白细胞介素-4(IL4)通过抑制血清素的产生来促进神经源性干细胞增殖。在这些动物中,通过染色神经元分泌的IL4激活微胶质,存在独特的神经免疫相互作用。反过来,通过反转神经干细胞增殖来往复运动。
但是为什么斑马鱼呢?
尽管医学领域的许多人哀叹,试图将一个物种的模糊发现应用到另一个物种上是一项艰巨的任务,但这种必要的邪恶并不是系统中的缺陷。相反,这往往是它最强大的特征:在物种之间转换观察结果的行为,可靠地产生了最具洞察力的知识。与人类不同,成年斑马鱼有明显的神经发生。它几乎可以在任何地方以一种形式出现。
人们经常认为,神经发育过程中神经和胶质前体的异常增殖与癌症相似。一方面,谷氨酰胺分解的关键过程,谷氨酰胺转化为谷氨酸并进入柠檬酸循环,同样滋养了肿瘤生长和神经发生。
Phys.org刚据报道胎儿Neocortex中的线粒体进口最近演化的和人体特异性基因,称为Argap11b以增殖新的细胞通过谷氨酸溶解。Arcap11b的蛋白质产物通过其与多功能核苷酸转运蛋白的相互作用紧密地在线粒体膜中泄漏。我们将在下面更详细地讨论这些蚂蚁(腺嘌呤核苷酸译者)转运蛋白,但首先,有点有关神经免疫相互作用。
现在普遍认为,外周免疫干细胞(甚至来自母血循环的怀孕母亲的胎儿细胞)可以在成人BBB中迁移,并用局部神经元融合,以产生各种新的混合实体。然而,相反的迁移本质上仍然很大程度上是未知的。令人惊讶的是,研究人员最近发现那神经祖细胞在发育中的小鼠大脑可以通过血脑屏障退出,加入整体循环。在此基础上,它们浸润早期前列腺肿瘤并与局部细胞群融合。令人难以置信的是,这些细胞随后会产生成熟的交感肾上腺素能神经元,滋养并扩大发展中的肿瘤。不知为何,肿瘤似乎是为了生存而吸引神经元。
另一方面,神经系统也可以抑制细胞增殖和肿瘤发生。例如,背根神经节的伤害感受器神经元通过调节微折叠“M”细胞的密度,直接防止沙门氏菌从肠道迁移。这些M细胞是病菌逃离并在身体上大肆破坏的关键部位。奇怪的是,伤害感受器神经元不仅控制着它们主人的细胞,它们也控制着直接控制人口“好”菌——即介导对回肠Peyer's斑中沙门氏菌抗性的节段丝状菌。
这一切使血清素处于什么位置呢?
大家都知道血清素是大脑中主要的递质之一。这种令人困惑的精神状态是由使用许多流行的模仿血清素的迷幻药引起的,人们认为这种药物是专门作用于5-HT2A受体的。但是,血清素可能有什么作用,而我们不知道的谷氨酸、多巴胺或乙酰胆碱呢?一个事情血清素有关并且具体通过5HT2A受体完成,控制新线粒体的薄荷。这并不是说其他发射机的主要占用也没有以某种方式控制线粒体,我们尚未完全了解它们如何做到。
讨论线粒体的生物发生和新脑细胞的神经发生带来了一个具有指导意义的困境:线粒体被迫与自己的本地主核竞争获得核苷酸——这是DNA修复和复制的必要条件。
生命的这种两分法对大脑以及身体如何将线粒体分配给细胞有着深远的影响。以鸡蛋为例。它们可能有10万个左右的线粒体,每个线粒体平均可能包含两个类核,每个类核中存储着16kb的DNA。如果核DNA的顺序大约是mtDNA的20万倍,那么可以说卵子在线粒体和细胞核之间平等地共享它们的核苷酸库。除此之外,只有神经元具有类似的核-线粒体比价。两者的主要区别在于,虽然卵子是细胞增殖的一个极端例子,但成熟的神经元(通常)根本不分裂。
和整个细胞一样,线粒体的内膜中也有转运体(就像上面提到的蚂蚁),它们用转运体来保护核苷酸。有趣的是,当ANT转运体出现问题时,可能会导致严重的精神障碍。当在小鼠模型中探索类似的ANT突变体时,发现Serotonergic系统的活性穿过屋顶。
在斑马鱼的研究中,在大脑的下丘脑核心区域观察到导致增殖的血清素减少。大脑的其他一些区域实际上表现出相反的效果。研究人员发现,刺激神经免疫轴导致的血清素减少是由于抑制了从色氨酸中制造血清素的酶。较大的全身色氨酸生态系统负责维持其他重要产品的水平,包括烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD),以及较小程度上的肽激素褪黑激素。
尽管NAD可以由烟酸的所谓的“预处理程序”途径或通过烟酸的救人途径产生,但其“De Novo”来自色氨酸的合成是神经系统中的基本贡献途径。能够从头开始合成NAD是方便的,但也非常昂贵。合成途径的转化率大约是67mg色氨酸,使1mg的烟酸制成1mg。
决定将必要的色氨酸储存到血清素或NAD中是由大脑的各个部分局部决定的。不同的解剖核和特殊的细胞类型使用有限的酶亚组很少,但细胞分化分配给每一个。合成核苷酸库和神经细胞及其线粒体所需的许多递质产物的细胞内代谢回路的缺陷,是通过在它们之间建立大细胞运输回路而形成的。虽然这些合成的神经结构产生的高效应很难从它们相对较低的酶起源想象出来,但它们的许多特征现在可以通过代谢供求的简单原理直观地理解。
有一个领域现在还不太确定,但可能很快就会被确定,那就是由不同回路支持的神经活动应该可以用类似的术语来解释。换句话说,峰值本身具有比向外部世界传递信息更基本的内在意义。有人认为,其他能够通过g蛋白受体发挥作用的递质,比如,GABA,具有控制对突触线粒体的核苷酸的可用性的主要功能。特别地,这些发射器的第二信使系统在其环状和非环状形式之间连续锁定并释放各种磷化的嘌呤。
如果主要post-mitotic大脑多的奇异结构和功能(与其他器官相比)由于或多或少的人为保持稀缺性的核苷酸,它不是大惊小怪的想象和喋喋不休的上涨在很大程度上是我们所谓核苷酸微观管理。因此,任何更高层次的尖峰“信号”功能,以及随后通过突触的小血管释放的递质,仅仅是在本质上是核苷酸的聚集、释放,以及可能的修复之上的叠加。
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