新型的纳米管连接在大脑发育

一百多年后,发现神经元的神经解剖学家圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔,科学家继续深化他们的大脑的知识及其发展。在出版科学的进步4月5日,巴斯德研究所的一个小组和CNRS,与哈佛大学合作,揭示小说深入了解大脑的外层细胞在出生后立即在小脑的形成互动,大脑区域向头骨。科学家们展示了一种新颖的通过纳米管神经前体细胞之间的联系,甚至在突触的形成,传统的神经元之间的连接。

2009年,奇亚拉Zurzolo的团队(膜流量和发病机理单元巴斯德研究所)发现了一个新神经细胞间直接通信机制文化通过纳米通道,称为隧道纳米管。这些参与传播的各种有毒蛋白质积聚在大脑在神经退行性疾病。因此纳米管可能合适的目标治疗这些疾病或癌症,也存在。

在这个新的研究中,研究人员发现纳米隧道连接前体细胞在大脑中,更具体地说出生后小脑——一个区域的发展是重要的姿势调整,保持平衡,他们成熟的神经元。这些隧道,尽管规模相似,从一个到另一个形状不同:当别人不包含分支机构,一些包围的细胞连接而其他人接触到当地的环境。作者认为这些细胞间连接(ICs)可能使交换的分子帮助pre-neuronal身体细胞迁移在各层和到达目的地随着大脑的发育。

有趣的是,ICs分享与桥梁结构上的相似性细胞分裂完成时形成的。“ICs可能来源于细胞分裂但细胞迁移期间持续存在,所以本研究可以揭示的机制允许细胞分裂和迁移与大脑之间的协调发展。另一方面,ICs建立细胞间柱mitotically可以让细胞之间的直接交换超出一般的突触连接,代表革命对我们理解大脑连通性。我们不仅表明有突触允许大脑细胞之间的沟通,也有纳米管,“Zurzolo博士说,资深作者、膜流量和发病机理单元(巴斯德研究所/ CNRS)。

看3 d动画

实现这些发现,研究人员使用一个三维(3 d)电子显微镜方法和大脑细胞的小鼠模型来研究大脑区域如何彼此之间的交流。高分辨率神经网络映射可以重建。3 d小脑体积研究生产和使用包含超过2000个细胞。“如果你真的想了解细胞如何在三维环境中,这些隧道地图的位置和分布,你必须重建大脑的整个生态系统,这需要非凡的努力涉及二十左右的人超过4年,“这篇文章的第一作者迭戈Cordero说。

满足工作的挑战与大脑包含广泛的细胞类型,作者用一个人工智能工具自动区分皮质层。此外,他们开发了一个开源项目CellWalker描述3 d段的形态特征。组织块从大脑部分重建图像。这个项目被免费将使科学家能够快速方便地分析复杂的解剖信息嵌入在这些类型的显微镜图像。

下一步将确定这些细胞的生物学功能隧道理解他们的角色在中枢神经系统的发展和其他大脑区域,和它们的功能在大脑细胞之间的沟通在神经退行性疾病和癌症。计算工具将用于其他研究团队开发的世界各地。

参考:Cordero塞万提斯D,哈雷H,威尔逊,等。三维重建的小脑生发层显示隧道发展中颗粒细胞之间的连接。Sci副词。2023;9 (14):eadf3471。doi:10.1126 / sciadv.adf3471

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