星形胶质细胞网络在老鼠大脑控制空间学习和记忆

在大脑中,神经元和星形胶质细胞共同处理信息,使复杂的行为和认知能力。星形胶质细胞有许多功能控制血脑屏障、神经组织提供营养物质,并支持其修复。星形胶质细胞的一个有趣的特性是,它们形成大型网络连接的细胞。这些耦合是由特定的膜孔由一组称为连接素的蛋白质。通过这些联系,星形胶质细胞可以相互通信,交换各种离子和小分子。

关掉星形胶质细胞耦合干扰空间记忆的形成

团队领导的神经学家Aiman萨博和布鲁诺韦伯药理学和毒理学研究所的苏黎世大学的(不会),表明成人大脑的小鼠海马星形胶质细胞耦合导致神经功能,一个大脑区域参与空间记忆的形成。“我们发现,在成年后一个完整的星形胶质细胞网络是至关重要的神经内稳态,突触可塑性和空间认知能力的大脑区域,”并萨博说,这项研究的作者。

阐明星形胶质细胞网络的功能相关性,研究人员生成一个小鼠模型中两个关键连接素一起负责连接星形胶质细胞可以选择性的灭活。一旦相应的基因关闭,星形胶质细胞失去了能力,保持细胞间网络和astrocyte-to-astrocyte耦合在几周内中断。

完整的星形网络是成年老鼠的大脑运作的关键

星形胶质细胞网络的中断改变海马神经元的兴奋性突触和信号传输。此外,这些专门的神经连接的加强需要存储突触信息也大打折扣。这是伴随着巨大的赤字在空间学习和记忆的动物。“星形胶质细胞功能已知参与形成的认知能力。现在我们的研究表明,一个完整的星形胶质细胞网络在成年小鼠空间记忆的形成至关重要,“说Ladina Hosli,这项研究的第一作者。

惊人的相似之处神经退行性疾病和神经精神障碍

此外,大脑的主要免疫细胞也受到损失的星形胶质细胞耦合。这些所谓的小胶质细胞的激活小鼠中观察到类似的变化记录在神经退行性疾病如阿尔茨海默病和神经精神疾病如凹陷。“星形胶质细胞和小胶质细胞不仅改变了他们的形态,我们还发现改变特定标记特征的疾病有关的小胶质细胞,”Hosli说。

因为正常的大脑老化也与星形联结的变化有关,这些神经胶质的变化可能导致下降与年龄相关的学习和记忆。“我们的研究表明,成年人的大脑星形连接素的功能和一个完整的胶质网络可能发生重要的星形胶质细胞和小胶质细胞的方式一起工作来维持神经内稳态,”并说萨博。下一步,研究人员旨在了解星形胶质细胞耦合是摄动时小胶质功能改变。

参考:Hosli L, Binini N,法拉利KD、et al。解耦星形胶质细胞在成年老鼠削弱突触可塑性和空间学习。细胞代表。38 2022;(10):110484。doi:10.1016 / j.celrep.2022.110484

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