吊灯细胞是如何照亮大脑的

吊灯细胞是如何照亮大脑的
枝形吊灯细胞的例证(上面在红色)连接到金字塔神经元(在底部的绿色)在它的轴突初始段(蓝色)。信用:CSHL.

在构成大脑的复杂细胞网络中,枝形细胞脱颖而出他们精心制作的分支结构。具有与其名称同样的优雅形状,单个枝形吊灯电池达到连接和通信,以上100多个内核。枝形吊灯细胞的异常与癫痫,自闭症和精神分裂症有关,强调了它们在保持脑中信号平衡中的关键作用。然而,这些细胞难以研究,因为他们的数量很少,所以直到最近,枝形细胞仍然很神奇。

冷泉港实验室(CSHL)教授Linda Van Aelst、CSHL/石溪大学研究生Nicholas Gallo和宾夕法尼亚州立大学助理教授Anirban Paul认为,吊灯细胞是大脑信号传导的重要调节者。他们在该杂志2020年6月18日在线发表的一篇评论文章中指出神经科学的趋势罐头),除了它们之间的联系丰富之外,吊灯细胞还有一种不同寻常的直接交流方式。大多数神经元在不直接产生电“尖峰”的地方与目标神经元接触,但枝形吊灯细胞直接与启动尖峰的目标神经元连接。尖峰有助于大脑中的短距离和长距离交流。范·阿尔斯特解释说:“原则上,吊灯细胞非常适合于对邻近神经元的输出或峰值施加强大的控制。”

近年来,科学家们已经能够应用新工具来了解这些以前明显的细胞。特别是,来自CSHL教授Z. Josh Huang教授的遗传工程鼠标和Van Aelst实验室中开发的标签方法为研究人员提供了发现和操纵细胞的能力。

吊灯细胞是如何照亮大脑的
显微镜下,一个枝形吊灯细胞(屏幕上方的红色)与邻近锥体神经元的轴突初始段(蓝色)相连。信息从吊灯细胞到锥体神经元的传输是至关重要的调节回路功能在发育和成人的大脑。比例尺是20 um Credit: CSHL

TINS的文章详细介绍了枝形吊灯细胞何时以及如何形成并建立它们之间联系的重要发现,以及越来越多的证据表明这些细胞与神经发育障碍有关。Gallo描述了吊灯细胞过多或过少是如何引起癫痫的:

“主要采取家庭观点是大脑中的激发和抑制存在这种不平衡。所以我在思考它就像一个跷跷板,你知道,保持IT级别,所以填写的东西效能。但如果你有增加无论哪种方式,抑制或兴奋增加,它会引起癫痫。如果你造成太多激励,你会得到癫痫发作。“

未来研究的优先事项包括期待枝形细胞如何在大脑的不同部分中不同,以及确定其他细胞类型如何影响枝形细胞开发和布线。重要的是,范艾尔斯特,加洛和保罗说这些研究将使他们梳理出来“功能角色及其对疾病的影响。”Van Aelst认为吊灯细胞的研究正在点亮:

“在过去的几年里,有几种新技术已经出现,使我们能够解决一点更好 - 它仍然挑战 - 呃,获得更多洞察力。有很多很酷的事情要做。它对行为有不同的影响吗?有不同的分子参与吗?有趣的是如果你有一个分子,你可以操纵一个分子看看它在哪里影响这些生理特性,对吧?这就是为什么过去几年人们如此兴奋的原因。”


进一步探索

科学家发现了两种控制吊灯细胞结构的蛋白质

更多信息:Nicholas B. Gallo等,在枝形吊灯细胞开发,连接和神经障碍贡献上,脱落光线,神经科学的趋势(2020)。DOI:10.1016 / J.TINS.2020.05.003
所提供的冷泉港实验室
引文:枝形吊灯电池如何点亮大脑(2020,6月18日)从//www.puressens.com/news/2020-06-chandelier-cells-brain.html中检索到4月2021年4月24日
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