大腦中的星形細(xì)胞使記憶變得靈活
大腦中的星形細(xì)胞使記憶變得靈活。海馬星形膠質(zhì)細(xì)胞協(xié)同釋放 D -絲氨酸和谷氨酸,調(diào)節(jié)突觸可塑性和認(rèn)知靈活性。
韓國基礎(chǔ)科學(xué)研究院12月20日消息
“衡量智力的標(biāo)準(zhǔn)是改變的能力”
——阿爾伯特·愛因斯坦
由于我們生活在一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境中,我們的大腦不僅要學(xué)習(xí)新事物,還要修改現(xiàn)有的記憶,這一點(diǎn)很重要。這通常被稱為“認(rèn)知靈活性”(cognitive flexibility)。如果沒有這種能力,我們就無法適應(yīng)變化了的環(huán)境,而且很容易因?yàn)閮H僅依靠過去的記憶而做出錯(cuò)誤的選擇。
韓國基礎(chǔ)科學(xué)研究院(Institute for Basic Science,IBS)認(rèn)知與社會(huì)性研究中心的研究人員在 C. Justin LEE 的領(lǐng)導(dǎo)下報(bào)告稱,大腦中的星形細(xì)胞調(diào)節(jié)認(rèn)知靈活性。具體來說,他們發(fā)現(xiàn)星形膠質(zhì)細(xì)胞同時(shí)調(diào)節(jié)和整合附近突觸可塑性的能力對(duì)促進(jìn)認(rèn)知靈活性很重要。研究于近日發(fā)表在《生物精神病學(xué)》(Biological Psychiatry)雜志上。
研究于2021年10月20日發(fā)表在《Biological Psychiatry》(最新影響因子:13.382)雜志上
人們認(rèn)為,在自閉癥、精神分裂癥和阿爾茨海默病的早期階段,大腦障礙患者的認(rèn)知靈活性較低是由N -甲基- D -天冬氨酸受體(NMDARs)功能降低引起的。雖然 NMDARs 是突觸可塑性的重要受體,并被許多激動(dòng)劑和共激動(dòng)劑激活,但其中一種共激動(dòng)劑 D -絲氨酸的來源一直存在爭(zhēng)議。
通過星形膠質(zhì)細(xì)胞特異性基因調(diào)控,研究人員發(fā)現(xiàn)星形膠質(zhì)細(xì)胞實(shí)際上可以合成 D -絲氨酸,并通過名為 Best1 的鈣激活通道釋放 D -絲氨酸。結(jié)合之前關(guān)于星形膠質(zhì)細(xì)胞可以通過 Best1 釋放谷氨酸的知識(shí),D-絲氨酸和谷氨酸的共同釋放表明,星形膠質(zhì)細(xì)胞是 NMDAR 活性和突觸可塑性的理想調(diào)節(jié)器。
特別是,研究人員發(fā)現(xiàn),異突觸長(zhǎng)期抑制(LTD)是一種由星形膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的現(xiàn)象,在附近的突觸變得活躍時(shí),不活躍的突觸變?nèi),?duì)認(rèn)知靈活性至關(guān)重要。
“由于每個(gè)星形膠質(zhì)細(xì)胞與超過 10 萬個(gè)突觸接觸,星形膠質(zhì)細(xì)胞可以控制多個(gè)突觸,并同時(shí)整合突觸可塑性,”該研究的第一作者 KOH Wuhyun 說。
星形膠質(zhì)細(xì)胞
在報(bào)告中,他們研究了 Best1 基因敲除(Best1 KO)小鼠模型,該模型由于 NMDAR 功能降低而缺乏異突觸 LTD。在莫里斯水迷宮(Morris Water Maze)實(shí)驗(yàn)中,小鼠試圖找到一個(gè)隱藏的平臺(tái),Best1 KO 小鼠在最初的學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)與野生型小鼠相似。然而,當(dāng)平臺(tái)被轉(zhuǎn)移到另一側(cè)時(shí),Best1 KO 小鼠在記憶修改方面表現(xiàn)出問題。
有趣的是,在學(xué)習(xí)初期注射 D -絲氨酸改善 Best1 KO 小鼠 NMDAR 功能后,在隨后的實(shí)驗(yàn)中恢復(fù)了記憶修改問題。這一發(fā)現(xiàn)表明,記憶靈活性是由最初的學(xué)習(xí)時(shí)間決定的,這與之前提出的只有在需要記憶修改時(shí)才會(huì)發(fā)生突觸可塑性的理論不同。
此外,研究人員發(fā)現(xiàn)去甲腎上腺素及其受體 α1-AR 可以激活星形膠質(zhì)細(xì)胞,并導(dǎo)致 D -絲氨酸和谷氨酸的共同釋放。這意味著記憶的靈活性可以由學(xué)習(xí)期間的集中程度和喚醒程度決定。
C. Justin LEE表示:“以前的研究主要集中在特定的突觸對(duì)刺激的變化上。在學(xué)習(xí)過程中,一個(gè)突觸的變化會(huì)引起附近突觸的變化,這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)表明,找出其他突觸發(fā)生了什么,對(duì)于理解學(xué)習(xí)和記憶形成的機(jī)制很重要!彼a(bǔ)充說,“希望這項(xiàng)研究將為如何減輕或治療自閉癥、精神分裂癥和早期失智癥的癥狀提供有價(jià)值的見解,這些癥狀被認(rèn)為會(huì)降低認(rèn)知靈活性!
參考文獻(xiàn)
Source:Institute for Basic Science
Star cells in the brain render memory flexible
Reference:
Wuhyun Koh, Mijeong Park, Ye Eun Chun, Jaekwang Lee, Hyun Soo Shim, Mingu Gordon Park, Sunpil Kim, Moonsun Sa, Jinhyeong Joo, Hyunji Kang, Soo-Jin Oh, Junsung Woo, Heejung Chun, Seung Eun Lee, Jinpyo Hong, Jiesi Feng, Yulong Li, Hoon Ryu, Jeiwon Cho, C. Justin Lee. Astrocytes Render Memory Flexible by Releasing D-Serine and Regulating NMDA Receptor Tone in the Hippocampus. Biological Psychiatry, 2021; DOI: 10.1016/j.biopsych.2021.10.012
免責(zé)聲明
本公眾號(hào)上的醫(yī)療信息僅作為信息資源提供與分享,不用于或依賴于任何診斷或治療目的。此信息不應(yīng)替代專業(yè)診斷或治療。在做出任何醫(yī)療決定或有關(guān)特定醫(yī)療狀況的指導(dǎo)之前,請(qǐng)咨詢你的醫(yī)生。
發(fā)表評(píng)論
請(qǐng)輸入評(píng)論內(nèi)容...
請(qǐng)輸入評(píng)論/評(píng)論長(zhǎng)度6~500個(gè)字
圖片新聞
最新活動(dòng)更多
-
11月19日立即報(bào)名>> 【線下論壇】華邦電子與恩智浦聯(lián)合技術(shù)論壇
-
11月25日立即預(yù)約>> 【上海線下】設(shè)計(jì),易如反掌—Creo 11發(fā)布巡展
-
即日-12.26火熱報(bào)名中>> OFweek2024中國智造CIO在線峰會(huì)
-
精彩回顧立即查看>> 2024(第五屆)全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)大會(huì)暨展覽會(huì)
-
精彩回顧立即查看>> 全數(shù)會(huì)2024中國人形機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展大會(huì)
-
精彩回顧立即查看>> OFweek 2024中國激光產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展峰會(huì)
-
10 科源制藥并購“大戲”深解
- 1 南京殺出超級(jí)IPO:年入27億,華東第一
- 2 3 從巨額回購 看石藥集團(tuán)的“三張”價(jià)值底牌
- 4 我國發(fā)現(xiàn)能強(qiáng)效抑制艾滋病病毒的納米抗體!
- 5 星形膠質(zhì)細(xì)胞為阿爾茨海默病治療帶來可能
- 6 決戰(zhàn)大模型,百度健康背水一戰(zhàn)
- 7 聯(lián)影醫(yī)療:貢獻(xiàn)超億元收入上演控制權(quán)迷局
- 8 從神州細(xì)胞崛起,看藥企的第一性原理
- 9 2024年8月全球醫(yī)療器械創(chuàng)新成果進(jìn)展報(bào)告
- 10 2024年中國醫(yī)療設(shè)備行業(yè)研究報(bào)告