星形胶质细胞组的速度我们的生物钟
下丘脑的视交叉上核是身体的主时钟。这个小核在大脑的协调人体的日常行为和生理节奏,早晨叫醒我们,让我们在晚上睡觉。直到现在,人们认为这些24小时睡眠/唤醒振荡引起的周期性变化的基因表达,在这个时钟核的神经元电活动扰乱时钟神经元的活动影响实验动物的睡眠周期。
然而,一项新的研究从迈克尔·黑斯廷斯的组医学研究委员会分子生物学实验室的揭示了一个不同类型的脑细胞可能是重要的调节我们的睡眠/唤醒计时。
星形控制
在今天发表的文章,这档节目的特点就是封面的神经元,黑斯廷斯组描述他们发现星形胶质细胞控制睡眠/清醒周期。第一作者,马可Brancaccio博士解释说,“当我们re-programmed星形胶质细胞的周期基因表达变化在视交叉上核,我们惊奇地发现,睡眠/唤醒行为也是re-programmed。”
这表明时钟的时间依赖于星形胶质细胞的活动。
星形胶质细胞星形胶质细胞,经典一直被忽视的“支持”的大脑细胞,但他们的积分作用在大脑处理如记忆形成正开始被理解。
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为期一周的测量
他们的发现的潜在研究小组深入到机制。使用器官型培养方法,团队由时钟从小鼠核移植组织的表达荧光蛋白和记者在他们的大脑细胞分子。这种特殊形式的文化组织保持活力和健康的几天到几周,使长期测量细胞的活动。
通过成像培养的外植体在一个星期,科学家们监测24小时缓慢振荡的星形胶质细胞和神经元,并观察他们的活动是直接与对方。神经元是白天活动,而星形胶质细胞沉默。相反,星形胶质细胞有一个高水平的活动在夜间当神经元活动主要是沉默。
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分子机制
团队想要了解这种交互活动的机械基础层面的表达的受体在细胞膜。
作为实验的一部分,该集团看着谷氨酸信号从一个记者在几天。谷氨酸是最丰富的大脑的兴奋性神经递质。,考虑到时钟核包含主要抑制gaba ergic神经元,该组织被惊讶地观察一个信号在外植文化。他们更惊讶地看到信号增加在夜间。
“我们追踪谷氨酸记者的活动在过去的几天两神经元和星形胶质细胞的质膜,在夜间和观察到的最大的谷氨酸信号。这是星形胶质细胞活跃的时候。”Brancaccio博士解释道。
更详细地看,该集团表明,神经元的子集表示某种类型的谷氨酸受体亚基,NR2C。这些NR2C阳性细胞对谷氨酸导致他们抑制相邻神经元通过释放伽马氨基丁酸。
病患来源
进一步的实验证实,NR2C阳性细胞是重要的设置外植体的生理节奏,但谷氨酸从何而来的问题依然存在。
“由于强烈anti-phasic活动的神经元和星形胶质细胞在24小时内,我们推断,星形胶质细胞通过释放gliotransmitters可以抑制神经元活动。“组长和资深作者,黑斯廷斯博士评论说:“我们怀疑gliotransmitter谷氨酸可以确认当我们阻止星形胶质细胞谷氨酸处理这打乱昼夜节律”。
这表明从星形胶质细胞激活一个子集的神经元谷氨酸释放时钟核的背侧区,揭示微电路,设置睡眠/唤醒周期的振荡节律。
孵蛋的治疗机会
这种综合调查的生物钟控制的星形胶质细胞的受体水平的自由行为动物构成的重要性,这些细胞在维持正常生理机能。
黑斯廷斯博士解释说,“我们发现了一个完全的起搏器的生物钟的前所未有的组成部分。这个微电路的说明解锁的潜在开发新的治疗方法治疗失眠或对抗时差”。
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参考:
Brancaccio, M。巴顿,。Chesham, J。梅伍德,e,黑斯廷斯,m (2017)。星形胶质细胞控制昼夜计时通过Glutamatergic信号在视交叉上核。神经元。http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2017.02.030
