第一次在小胶质细胞中捕捉到的大脑突触

【博科园-科学科普(关注“博科园”看更多)】EMBL研究人员首次捕捉到小胶质细胞在脑细胞间的突触连接。他们的发现表明特殊的胶质细胞有助于突触的生长和重新排列,证明了小胶质细胞在大脑发育中的重要作用。大约每10个脑细胞中就有一个是小神经胶质细胞。巨噬细胞的近亲,它们是中枢神经系统主动免疫防御的第一个主要接触者。它们也能指导健康的大脑发育。研究人员已经提出,小胶质细胞突触是早期电路优化过程中的重要一步。但到目前为止,还没有人观察到这种活动。

通过聚焦离子束扫描电子显微镜(FIBSEM),多个突触头向一个小胶质细胞(红色)发出丝状体(绿色)。图片版权:L. Weinhard, EMBL Rome

小胶质细胞使突触更强大,来自EMBL罗马的Gross集团的Laetitia Weinhard开始了一项大规模的成像研究,目的是观察老鼠大脑中的这一过程,并与EMBL海德堡的Schwab团队合作。小胶质细胞正在啃噬突触,使它们变得更强,而不是更弱。大约有一半的时间,小胶质细胞接触一个突触,而突触的头发出一种叫做丝状伪足的薄投影来联系它们。在一个特别引人注目的病例中,在伴随的图像- 15突触的头部延伸的丝状伪足向一个单一的小神经胶质在一个突触“当试图观察小胶质细胞如何消除突触时,意识到小胶质细胞实际上是在大多数时候诱导它们的生长的。事实证明,小胶质细胞可能会形成双突触,在这一过程中,神经元的末端会释放神经递质,而不是一个神经元。这个过程可以支持神经元之间的有效连接。

Weinhard说:这表明小胶质细胞广泛地参与结构可塑性,并可能诱发突触的重新排列,这是一种学习和记忆的机制。由于这是第一次在大脑中将这一过程形象化的尝试,因此目前的论文需要五年的技术发展。该团队在成功之前尝试了三种不同的最先进的成像系统。最后,通过结合相关的光和电子显微镜(CLEM)和光片荧光显微镜(一种在EMBL开发的技术),能够制作第一部吃小神经胶质细胞突触的影像。这是神经科学家多年来一直幻想的,但从未见过的人,这些发现使我们能够提出小胶质细胞在发育过程中重塑和进化脑回路中的作用机制。”在未来他计划研究小胶质细胞在青春期脑发育中的作用以及可能与精神分裂症和抑郁症发作的关系。


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参考:Nature Communications

内容:经“博科园”判定符合今主流科学

来自:欧洲分子生物学实验室

编译:双螺旋

审校:博科园

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