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大脑中的“节拍器”:抑制性神经元的能量秘密与髓鞘的关系

大脑中的“节拍器”:抑制性神经元的能量秘密与髓鞘的关系

荷兰神经科学研究所的最新研究发现,大脑中抑制性神经元的能量代谢方式与兴奋性神经元截然不同,这一发现可能为多发性硬化症等疾病提供新的治疗思路。

大脑中的神经元通过轴突传递电信号,而髓鞘——一种包裹在轴突外的脂质层——能显著提高信号传导速度。在多发性硬化症(MS)中,髓鞘被破坏,导致信号传导受阻,能量消耗增加。然而,不同神经元类型对髓鞘的依赖程度不同。

研究团队聚焦于一种名为小清蛋白(PV)阳性中间神经元的抑制性细胞。尽管PV细胞数量稀少,但它们通过广泛的轴突分支高效调控周围神经网络,维持大脑活动的平衡。这些细胞电活动频繁,能量需求极高。值得注意的是,PV细胞的轴突仅在前几个分支处有髓鞘包裹,大部分轴突裸露。那么,髓鞘在这些细胞中究竟扮演什么角色?

此前对MS患者组织的研究显示,髓鞘丢失会导致PV细胞死亡。除了传导功能,髓鞘还提供营养支持。细胞的能量工厂——线粒体,可以从髓鞘中摄取营养物质。由于PV细胞能量需求巨大,髓鞘可能在线粒体能量生产中发挥关键作用。

新研究证实了这一假设,并揭示了与其他细胞类型相反的现象。在兴奋性神经元中,线粒体沿轴突均匀分布;但在PV细胞中,有髓鞘的轴突区域线粒体密度更高。当髓鞘减少时,PV细胞中的线粒体数量下降,而兴奋性神经元中的线粒体反而增多。这种差异表明PV细胞对髓鞘的依赖性更强。

研究人员Koen Kole解释道:“我们推测,PV细胞因高度活跃而能量需求极高,且其轴突非常细,进一步增加了能量消耗。因此,它们可能更依赖髓鞘提供的外部营养物质。”下一步,团队将探索髓鞘如何影响PV细胞轴突的能量代谢,为理解MS中抑制性神经元损伤的机制提供新视角。

来源:荷兰神经科学研究所 - KNAW;《自然通讯》(2022年)。DOI: 10.1038/s41467-022-35350-x

(责任编辑:泉水)