神经和血管细胞如何协调他们的增长

神经细胞需要大量的能量和氧气。他们收到通过血液。这就是为什么神经组织通常是由大量的纵横交错的血管。但是,阻止神经元和血管细胞随着他们的成长进入彼此的路吗?海德堡大学的研究人员和波恩,与国际伙伴一起,已经确定了一种机制,负责。结果已经发表在《神经元》杂志上。

神经细胞是非常饿了。大约五分之一的卡路里消耗通过食物进入我们的大脑。这是因为产生电压脉冲(动作电位)和传输,神经元之间的能耗是非常高的。出于这个原因,神经组织通常是由无数纵横交错的血管。他们确保营养和氧气的供应。

在胚胎发育期间,大量的在大脑和脊髓血管萌芽,而且在眼睛的视网膜。此外,大量的神经元形成,网络彼此和结构如肌肉和器官。两个过程必须互相体谅,以免妨碍彼此的。“我们已经确定了一个新的机制,以确保这一点,”卡门·鲁伊斯德阿莫多瓦博士教授解释说,卓越ImmunoSensation2集群成员和跨学科的研究领域波恩大学生命与健康。

神经与血管的细胞生物学研究所的研究员搬到大学医院波恩在2022年初。自今年春天以来,她举行了一个特别建立了施莱格尔教授的波恩大学旨在吸引优秀的研究人员。然而,大多数的研究仍在老地方工作,完成欧洲Angioscience中心医学院曼海姆,这是海德堡大学的一部分。波恩大学的工作被完成。在她的研究中,她和国际合作伙伴近距离观察血管的形成在小鼠的脊髓。

增长停顿的脊柱

“脊髓血管的出现始于动物受精后约8.5天,”她说。“天10.5和12.5之间,然而,血管不会长向四面八方扩散。这是尽管大量刺激分子存在于他们的环境。相反,在此期间,大量的神经细胞——运动神经元迁移的原产地在脊髓的最终位置。那里,然后扩展形式称为轴突,导致脊柱的各个目标肌肉。”

这意味着运动神经元自组织血管和成长,对他们不会长。只后,血管开始发芽了。“整个事情就像精心编排的舞蹈,”何塞·里卡多·维埃拉解释道。博士生在鲁伊斯德阿莫多瓦的研究小组做了很多的研究工作。”的过程中,每个合作伙伴负责不妨碍对方的。”

但这个舞蹈是如何协调的?显然,由运动神经元高喊“停止,现在轮到我了”消息的血管细胞。要做到这一点,他们使用一种蛋白质,这种蛋白质释放到环境——semaphorin 3 c (Sema3C)。它扩散到血管细胞和码头在受体称为PlexinD1——在某种意义上,这是耳朵的分子信息的目的是。

变聋的血管细胞生长失控

“当我们停止生产Sema3C神经元在老鼠身上,过早血管形成在该地区,这些神经元位于“儒兹德阿莫多瓦教授解释道。“这神经元的轴突无法正常发展,他们由船只阻止这样做。”The researchers achieved a similar effect when they experimentally stopped the formation of PlexinD1 in the vascular cells: Since these were now deaf to the Sema3C signal from the neurons, they did not stop growing but continued to sprout.

结果文档的重要性,协调操作的两个进程在胚胎发育期间。这些发现也有助于更好地理解某些疾病,如视网膜缺陷引起的强烈和不受控制的生长。使用再生的新发现的机制也可能帮助摧毁大脑区域,例如脊髓损伤后,在长期的。

参考:维埃拉,沙B, Dupraz年代,等。血管内皮PlexinD1信号指示脊髓血管化和运动神经元的发展。神经元。110 (24):4074 2022;4089. - e6。doi:10.1016 / j.neuron.2022.12.005

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