科学者たちは、シナプスの発達を調節する星状細胞とニューロンの間のシグナル伝達メカニズムを説明しています-Brain

by REVOLUSYNAPSE
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アストロサイトと呼ばれる脳細胞は、ニューロンが適切に発達して機能するのを助ける上で重要な役割を果たしますが、アストロサイトがこれらの重要な仕事をどのように実行するかについて理解していない科学者はまだたくさんいます。 現在、ニコラ・アレン准教授が率いる科学者のチームは、ニューロンと星状細胞が連携してシナプスと呼ばれる健康的な接続を形成する1つの方法を発見しました。 正常な星状細胞機能へのこの洞察は、科学者が自閉症スペクトラム障害を含む神経発生の問題に関連する障害をよりよく理解するのを助けるかもしれません。 この研究は2021年9月8日にジャーナルに掲載されました eLife

「アストロサイトが神経発達障害に関与している可能性があることを私たちは知っているので、私たちは質問したかったのです。アストロサイトは典型的な発達においてどのように役割を果たしているのでしょうか?」 分子神経生物学研究所のメンバーであるアレンは言います。 「障害をよりよく理解するために、私たちは最初に何が正常に起こるかを理解する必要があります。」

シナプスはニューロン間の重要な接続を形成し、ニューロンが体全体に信号と情報を送信できるようにします。 アストロサイト細胞は、シナプスの成長を開始するタイミング、停止するタイミング、剪定するタイミング、接続を安定させるタイミングなど、ニューロンに指示を与えることにより、シナプスの発達に役割を果たします。

アレンと彼女のチームは、このプロセスがマウスの脳の視覚野でどのように機能するかを詳しく調べました。 彼らは、脳の発達のさまざまな段階で星状細胞のRNAを配列決定して遺伝子活性を評価し、それを神経シナプスの発達と比較しました。 彼らは、星状細胞のシグナル伝達がニューロンの発達の各段階に直接関連していることを発見しました。 その後、研究者たちは、星状細胞がこれらの信号を適切なタイミングで生成することをどのように知っているかを知りたがっていました。

最初に、研究者たちは、ニューロンの活動を変えたときに星状細胞に何が起こったのかを調べました。 これを行うために、彼らはニューロンが星状細胞に信号を送ることができるグルタメートと呼ばれる神経伝達物質を放出するのを止めました、そしてこれは星状細胞が典型的な発達上の変化を示すのを止めました。 次に、科学者たちは星状細胞が神経伝達物質に反応するのを止め、これが星状細胞が正しい信号を発現するのを止めたことを発見しました。 これらの操作の両方で、アストロサイトで観察された変化と一致して、シナプスの発達も中断されました。

アレンによれば、まとめると、アストロサイトはニューロンによって生成された神経伝達物質に応答して、アストロサイトがニューロンの発達を指示する信号を生成するタイミングを制御していることが示唆されています。

「ニューロンと星状細胞の間でこの絶え間ないフィードバックが行われていることは理にかなっています」とアレンは言います。 「彼らはお互いに信号を送っています: 『私は正しい場所にいますか?』 ‘はい、そうです。’ 「私は今接続を確立しました-私はそれを維持しますか?」 ‘そうです。’ そして、彼らは行き来し続けます。」

次に、アレンと彼女のチームは、これらの信号を操作できるかどうかを研究しています。たとえば、ニューロンを刺激してシナプスを修復したり、アルツハイマー病などの老化障害で新しい信号を形成したりできます。

他の著者には、Isabella Farhy-Tselnicker、Matthew M. Boisvert、Hanqing Liu、Cari Dowling、Galina A. Erickson、Elena Blanco-Suarez、Maxim N. Shokhirev、SalkのJoseph R.Eckerが含まれていました。 サンフォードバーナムプレビーズのチェンファーヒー。

この研究は、国立衛生研究所、ピュー慈善信託、チャン・ザッカーバーグ・イニシアチブ、ハワード・ヒューズ医学研究所、ハースト財団によって支援されました。

ストーリーソース:

材料 によって提供された ソーク研究所注:コンテンツは、スタイルと長さを編集できます。



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