首个小胶质细胞“蚕食”大脑突触的影像

日期: 2018年03月28日


    

导读:近期,研究人员第一次捕获到了小胶质细胞“蚕食”大脑突触的影像资料。相关研究结果发表在《Nature Communications》上。今天,赛业小编为您推荐“首个小胶质细胞‘蚕食’大脑突触的影像”,详情如下:


人类大脑中,可能每10个细胞就有1个小胶质细胞。小胶质细胞是巨噬细胞的表兄弟,它们参与中枢神经系统主动免疫防御,冲在保护大脑健康发育的第一线。研究人员推测,小胶质细胞也会吞噬脑细胞之间的“沟通桥梁”,突触,认为这是早期发育神经回路精炼的必要步骤。然而,直到现在人们还不曾见过这一现象。


强化突触


位于罗马的欧洲分子生物学实验室(EMBL)Cornelius Gross团队的Laetitia Weinhard对小鼠大脑开展大规模成像研究,通过与海德堡EMBL Schwab课题组合作,“我们的研究结果表明,小胶质细胞啄食突触的作用是使突触变强,而非削弱,”项目领导者Gross说。


热烈欢迎


研究人员发现,大约半数小胶质细胞与突触的接触时间里,突触头都会发出细小的突起(或称伪足)来迎接小胶质细胞。如图所示,一个特别引人注目的镜头是15个突触头都向1只小胶质细胞伸出了伪足来欢迎它的到来。“我们本想看看小胶质细胞如何清除突触,结果却意外地发现大多数时间小胶质细胞都在促进突触生长,”Laetitia Weinhard解释道。

 

小胶质细胞


原来,当一个神经元末端将神经递质释放给两个相邻的神经元时,小胶质细胞可以支撑双突触的形成,这一过程促进了神经元之间的有效连接。Weinhard说:“表明小胶质细胞广泛地参与了结构的可塑性,乃至突触重排诱导,这些是学习和记忆的基础。”


惊人毅力


人类首次在大脑中观察到了这一现象,背后是历时五年的技术开发。在文章发表之前,研究小组尝试了3种不同的先进成像系统。最后,结合相关光镜和电镜(correlative light and electron microscopy,CLEM)以及EMBL开发的片光荧光显微术(light sheet fluorescence microscopy),终于拍摄到了小胶质细胞“蚕食”突触的动态视频。


“神经科学家幻想了多年的愿景,却从未有人真正见过,”Cornelius Gross说。“我们的这项发现为了解小胶质细胞在大脑电路重塑中的作用提供了直接证据。”


未来,他们计划继续研究青春期小胶质细胞对大脑发育的影响,寻找精神分裂症和抑郁症发病的可能联系。


原文检索:Microglia remodel synapses by presynaptic trogocytosis and spine head filopodia induction


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