成年星形胶质细胞是学习和记忆的关键

用tdtomato红色荧光蛋白标记成人小鼠脑的星形胶质细胞的图像。信用:Deeneen Lab

贝勒医学院的研究人员揭示了星形胶质细胞,大脑中最丰富的细胞,在学习和记忆中的神经元电路调节中起到直接作用。调查结果出现在日志中神经元

“越来越清楚的是,星形胶质细胞不仅仅是健康成人的支持性细胞。它们在各种复杂和基本功能中发挥着直接作用,包括通过神经电路功能的突触和调节的神经元通信,“对应作者Benjamin Deneen,神经外科教授和干细胞中心和再生中心的成员在Baylor的医学。“在这项研究中,我们在正常大脑功能中显示了星形胶质细胞的新作用。”

以前的工作表明,星形胶质细胞包含具有独特细胞,分子和功能性的不同群体。他们占据了明显的大脑区域,表明区域专业化。有证据表明这一点- 蛋白蛋白涉及控制- 过度的星形胶质细胞多样性。被人信心和他的同事看着更好地了解成年小鼠脑功能中发挥着一种已知的星形胶质细胞发展调节因子NFIA的作用转录因子NFIA。

研究人员使用了一款小鼠模型,他们遗传地设计成缺乏NFIA基因,特别是整个大脑的成人星形胶质细胞。他们分析了几个脑区,寻找星形胶质细胞形态,生理学和基因表达特征的改变。

“我们发现NFIA缺乏的星形胶质细胞呈现出缺陷的形状和改变的功能,”罗塞尔J.和Marian K. Blattner椅子举办了Dr.博士,是贝勒的Dan L Duncan综合癌症中心的成员。“令人惊讶的是,虽然NFIA基因被淘汰了,只有海马的星形胶质细胞严重改变。其他地区,如皮质和脑干,不受影响。“

海马的星形胶质细胞也具有较少的钙活性 - 钙是一个指标功能 - 以及减少检测神经元释放的神经递质的能力。NFIA缺陷的星形胶质细胞也与神经元视为正常的星形胶质细胞。

重要的是,所有这些形态和功能改变都与动物学习和记忆的能力的缺陷相关联,提供了星形胶质细胞在某种程度上控制神经元的证据那个调解学习和记忆。

“大脑中的星形胶质细胞与神经元进行了物理上接近并与神经元沟通。神经元释放分子的星形胶质细胞可以检测和响应,”Deneen说。“我们建议NFIA缺乏的星形胶质细胞无法”听“以及正常的星形胶质细胞,因此,通过提供有效的存储器电路功能和神经元传输所需的支持,它们无法适当地响应。因此,电路被中断,导致学习和记忆受损。“

更多信息:Anna Yu-Szu Huang等,区域特异性转录控制的星形胶质细胞功能监督当地电路活动,神经元(2020)。DOI:10.1016 / J.NEURON.2020.03.025

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