復旦大學神經生物學研究所禹永春課題組與美國紐約斯隆凱特琳癌癥研究中心時松海課題組合作,日前在腦神經環路發育研究中,首次發現腦神經元間由電突觸介導的信息交流在大腦皮層神經環路發育中有重要作用,相關研究成果今天在線發表在國際期刊《自然》雜志上。
電突觸被普遍認為在神經元相互信息交流中具有重要作用。研究表明,在哺乳動物大腦皮層發育早期興奮性神經元之間,存在著大量的電突觸。然而,隨著大腦皮層不斷發育,神經元間電突觸聯系逐漸消失,取而代之的是化學性突觸。
到目前為止,人們對化學性突觸研究有所深入,但對電突觸在腦皮層神經環路發育中發揮的作用卻知之甚少。
禹永春等通過改變興奮性神經元間電突觸傳遞的方法,首次探明了電突觸在腦皮層神經環路發育中的重要作用,即神經元間電突觸的信息交流為“進化”到化學性突觸聯系提供了重要的準備。
為了更進一步研究電突觸對化學性突觸發育的影響,禹永春等巧妙地利用分子生物學的方法,選擇性地關閉姐妹神經元電突觸通道。他們發現,通道關閉后,姐妹神經元之間的化學突觸聯系顯著下降,但是非姐妹神經元之間的化學突觸聯系沒有受到影響。
研究結果表明,大腦皮層神經環路發育是有一定規律的,即神經元親緣性越高越容易形成神經突觸聯系。更為重要的是,神經元親緣性是由電突觸聯系在一起的。“該成果首次揭示了電突觸和化學突觸之間的因果聯系,在大腦皮層發育過程中,如果沒有電突觸就不會形成化學突觸。”
有關專家認為,該研究不僅為科學家深入研究大腦皮層神經網絡形成之謎提供了重要啟示,同時也為腦神經環路發育異常相關疾病,如小兒癲癇、自閉癥、智力發育遲滯等的診斷和治療提供了新思路和新靶點。
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