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新方法实现神经元轴突精确连接

上一篇 / 下一篇  2011-11-04 15:18:19

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  据美国物理学家组织网10月26日报道,美国麻省理工学院最近开发出一种新方法,能在实验皿上诱导神经元在精确的位置形成轴突连接。研究人员指出,通过这种方法,在可控制的条件下,能迅速、大规模地筛选新药,帮助提高老年痴呆患者的认知能力。相关论文发表在10月25日的《自然—通讯》杂志网站上。

  大脑约有1000亿个神经元,每个神经元通过突触和其它上千个神经元相连,它们释放神经传导素把信号传给其它神经元,实现信息共享、协调运作、形成记忆等,破坏突触连接会导致神经紊乱,记忆力下降、自闭症、老年痴呆等。许多科学家认为,加强突触连接能治疗这些病症以及老化导致的脑功能下降。

  目前,实验室诱导生长的神经元一般只能形成一大堆杂乱无章的连接,很难用于研究。麻省理工电力工程副教授麦米特·雅尼克和同事设计出一种新方法,让每个突触前神经元(将信息传递给突触的神经元)都生长在实验皿上的单独分隔室中,分隔室只有一个微小开口通道与其它分隔室相连。突触前神经元将长长的轴突从这些通道里送出来,进入其它分隔室,才能与其它的神经元形成突触连接。“用这种方式,我们就能诱导突触在非常精确的位置形成连接。”雅尼克说,一个实验皿上能培养数十万个突触,然后用它们来测试各种潜在的药物。这种技术还能探测突触强度的变化,敏感度是现有方法的10倍。

  研究人员还用这种新技术对HDAC抑制剂(组蛋白去乙酰酶抑制剂)的多种变体进行了测试。 HDAC是一种酶,能控制细胞核内DNA缠绕的紧密程度,能使DNA解旋以确定那些基因需要被复制和表达。目前,HDAC抑制剂被用来开发治疗老年痴呆及其它神经退行性疾病的药物。他们的目标是找到一种特殊的HDAC抑制剂,打开能强化突触连接的基因。经过测试,他们识别出几种能加强突触连接的HDAC抑制剂,最好的一种能将连接强度提高300%。

  托马斯·杰斐逊大学神经科学副教授马修·达瓦对此表示,新技术克服现有突触生长方法的缺点,为人们研究突触的形成打开了新的大门。而在未来的研究中,这一系统也能用于检验大脑不同脑区的各种神经元之间的连接,比如自闭症患者脑中被损坏的连接。


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