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神经递质在神经系统发育中的作用

时间:2005-06-12 22:12来源:生物通 作者:bioguider 阅读:

一个新生儿能够动弹、呼吸和哭叫部分是由于一个运动神经元网络能够将婴儿大脑和脊髓中的信号传送到身体各个部位的肌肉中。现在,美国Salk生物研究中心(Salk Institute for Biological Studies)的一项新研究使人们向着揭开这些复杂的网络如何在胚胎发育过程中被连接起来的秘密又前进了一步。

        Salk的研究人员发现负责神经信号传递的相同的化合物(神经递质)还与突触的连接有关。突触是这个网络上处于神经之间或神经和肌肉细胞之间的关键接触点。研究结果公布在5月的Neuron上。研究表明当运动神经元从胚胎中的原基向着身体各个部分的肌肉生长时,它们会释放两种对立的化学信号。这些信号会保证突触将运动神经元连接到它正确的肌肉细胞上。这项研究首次在生活的动物系统中找到证据证明神经递质本身在雕琢发育中的神经系统。

        通过将小鼠作为人类生物学模型,Lee和同事证明发育的胚胎中每个细长的肌肉细胞通过形成许多潜在的突触接触位点来为它的运动神经元的到达做准备。但是在怀孕三周后,除了那些已经与新到达的运动神经元连接并形成一个完整功能的突触的位点,所有多余的位点都会消失。研究人员想知道胚胎是如何清除掉它们不需要的潜在的突触位点的。因为这个问题的答案对了解神经系统如何在病理状况下产生新的连接非常重要。

        Lee和同事发现突触的形成受到神经元自己的控制。当它们向着肌肉细胞生长时,神经细胞从生长端释放出一种强大的化学信史——乙酰胆碱。这种神经递质“删除”肌肉细胞上没有连接神经的潜在突触位点。在成熟动物中,乙酰胆碱是负责在神经元和肌肉间传递信号的一种关键神经递质。

        通过使用遗传学和药理学技术抑制这个化学途径的不同成分,Salk的研究人员终于发现乙酰胆碱与另外一种由神经元产生的化合物——agrin一前一后起作用。神经末端接触肌肉细胞的位置上,agrin被积累起来以抵抗乙酰胆碱的“编辑”作用。在离这个神经末梢稍远的地方,agrin的水平不足以战胜乙酰胆碱更强大的影响,因此多余的突触位点被拆除。

        这些结果揭示出了一个相当有趣的机制,即两种对抗势力如何一起工作并创造出运动神经元和肌肉细胞间的关键的突触连接。

(责任编辑:泉水)
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