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发现控制大脑神经回路的关键蛋白

据一篇发表于12约4日《Nature》杂志的研究报告,美国约翰霍普金斯大学的研究人员对实验室老鼠研究发现,在老鼠胚胎的神经系统发育中,一种重要的蛋白质semaphorin能够指引神经细胞的轴突向适当的方向延伸,而且在老鼠出生后发育过程以及成年时期,该蛋白能够调控突触的形成。由于大脑的神经回路活性与突触连接有关,这项新的研究发现或许对科学家解释引起自闭症,精神分裂症,癫痫以及其它神经系统疾病的早期起源有重要的影响。

A pyramidal neuron in the mouse cerebral cortex is labeled using the Golgi technique.

在该研究中,研究人员建立了两个老鼠模型——缺失semaphorin蛋白的老鼠以及缺失neuropilin蛋白的老鼠,neuropilin蛋白是semaphorin的受体。研究人员对老鼠大脑神经组织解剖并用高尔基技术(Golgi technique)进行观察。(高尔基技术是将神经组织浸泡于铬酸银中,使在光学显微镜下细胞的内部结构可见)。

研究人员发现,与野生型老鼠相比缺失semaphorin蛋白的老鼠和缺失neuropilin蛋白的老鼠神经元生长出许多杂乱的轴突和大量树突。由于轴突的末端是维持神经元之间联系的突触,因此研究人员认为,这种突变型老鼠的神经元有更多的突触,并且更易引起神经冲动。

研究人员通过在电镜下对老鼠大脑切片进行观察。他们发现,缺失semaphorin蛋白的老鼠和缺失neuropilin蛋白的老鼠与野生型老鼠相比,前者的轴突显著变大,突变型老鼠大脑神经元之间的连接位点通常发生分裂。此外研究人员还发现,突变型老鼠比野生型老鼠发生神经冲动的频率高2.5倍,这表明这种异常的突触传递与突触数量的增加有关。(高芳)

Journal Reference:
1. Tracy S. Tran, Maria E. Rubio, Roger L. Clem, Dontais Johnson, Lauren Case, Marc Tessier-Lavigne, Richard L. Huganir, David D. Ginty & Alex L. Kolodkin. Secreted semaphorins control spine distribution and morphogenesis in the postnatal CNS. Nature, 2009; 462 (7276): 1065 DOI: 10.1038/nature08628

责任编辑:nina
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    摘要
    据一篇发表于12约4日《Nature》杂志的研究报告,美国约翰霍普金斯大学的研究人员对实验室老鼠研究发现,在老鼠胚胎的神经系统发育中,一种重要的蛋白质semaphorin能够指引神经细胞的轴突向适当的方向延伸,而且在老鼠出生后发育过程以及成年时期,该蛋白能够调控突触的形成。
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