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科学家揭示大脑突触删除新机制

日期:2020-02-06编辑作者:教育平台

本报讯(记者崔雪芹)掌控着我们举手投足、喜怒哀乐的大脑,存在一种清理机制,让大脑得以健康运转。浙江大学医学院神经科学研究所研究员汪浩和中科院院士段树民合作,发现星形胶质细胞释放的ATP(三磷酸腺苷)可以帮助识别不需要的神经突触,在大脑中按下“删除键”。相关成果4月12日发表于《生命科学在线》。汪浩告诉《中国科学报》记者,神经元之间接触的结构被称为神经突触。每个神经元会和别的神经元形成大约1000个突触,大脑里冗余的突触也需要被删除。成人的大脑每天都会生成和删除大量突触,是一种常态化的生理机制。刚出生的婴孩大脑中的突触数量会随着发育不断增多,6岁时突触数量到达顶峰。此后,大脑又会通过突触删除,让这个数量降低并维持在一个比较稳定的水平。“我们着重研究了究竟怎么识别不需要的突触。”汪浩说,“敲除转基因小鼠一个对星形胶质细胞内钙升高起关键作用的受体,使得小鼠大脑星形胶质细胞的内钙无法升高,那些原来应该被删除掉的突触很多都被保留了下来,没有被修剪掉。小鼠的神经突触数量比正常小鼠多出三分之一左右。”目前科学界主流的观点认为,突触删除异常导致的大脑神经环路发育出现问题可能与自闭症和精神分裂症有关。当在突触过剩的小鼠大脑里补充一种化学分子ATP(三磷酸腺苷)后,突触删除过程可以恢复。进一步研究发现,ATP主要通过作用于一个表达在细胞表面的受体起到促进突触删除的作用。《中国科学报》 (2016-04-14 第1版 要闻)

图片 1上图:绿色标记的是神经元,红色标记的是突触 下图:课题组成员猜测的模式图。当两个不同突触之间发生活动依赖的竞争时,活动性更强的神经元会释放神经递质,激活突触后神经元和星形胶质细胞,星形胶质细胞的内钙被升高,接着释放ATP,ATP可以作用于神经元上的P2y1受体,并在活动性较低的突触上产生长时程的抑制作用,从而促进该突触被删除。图片 2

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