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修剪树枝酶对神经细胞发育的作用被阐明 [复制链接]

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波恩大学的研究人员揭示了酶SLK在大脑#神经#细胞发育中的作用。如果缺失,神经元的分支就不那么丰富了。此外,抑制细胞的活性也更为困难。这与癫痫患者的病变脑组织中SLK较少这一事实是一致的。癫痫发作的特点是神经元群过度兴奋。这一发现可能有助于改善这种疾病的治疗。

SLK属于一大类激酶。这些酶非常重要:它们将磷酸基团(磷酸基团是中心有一个磷原子的小分子残基)连接到蛋白质上,从而改变它们的活性。激酶参与调节动物几乎所有的生命过程。

已知SLK激酶在胚胎发育中起着重要作用:其作用之一是影响细胞的生长及其在体内的迁移;这些过程对于神经元的成熟也是必不可少的。“因此,我们研究了SLK在神经细胞中的作用,”波恩大学神经病理学研究所的AlbertBecker教授解释说。

研究人员抑制了小鼠神经元中SLK蛋白的产生。“这改变了神经元的外观,”安妮·夸特拉奇奥尼说,她正在神经病理学研究所SusanneSchoch-McGovern教授的研究小组中攻读博士学位:“树突是从其他神经元接收信号并将其传导到细胞体的延伸,分支较少。”

SLK缺乏使神经元更易兴奋

树突类似于一种树,点缀着微小的接触点,即突触。这是其他神经细胞的延伸部分对接并向树传输电脉冲的地方。观察到的“间伐”不影响粗的主枝,但只影响最小的枝条。这些小分支上的突触称为兴奋性的:在那里接收到的信号具有唤醒作用。这意味着它们增加了神经元产生电信号的概率,换句话说,它将“发射”。

当侧枝较少时,突触可以集中在较小的区域,从而获得影响,使神经元更容易兴奋(因为突触是兴奋性的)。“然而,令人惊讶的是,我们没有发现兴奋性突触的密度增加,”夸特拉奇奥尼指出。“尽管如此,受影响的神经元更易兴奋。但肯定还有其他原因。”

原因不在于纤细的树枝,而在于粗大的主枝。许多突触也位于那里,但类型不同:它们具有抑制作用。这些突触接收到的任何信号都会阻止神经细胞放电。“小鼠最初形成了正常数量的这些抑制性突触,”夸特拉奇奥尼解释道。然而,在生命的几天后,它们的密度开始下降。这种损失还在继续。

因此,SLK似乎对维持正常水平的抑制性突触很重要。没有激酶,受影响的神经元随着时间的推移越来越难以抑制。这与研究人员能够在癫痫患者的脑组织神经细胞中检测到SLK缺陷的事实相符。在癫痫发作期间,大脑的整个区域都过度兴奋,这意味着神经元太容易放电。

药物疗效下降的原因?

这一发现还可以解释为什么药物对某些患者的作用会随着时间的推移而减弱。SusanneSchoch-McGovern教授说:“也许这种效应不是由于对药物的耐药性,而是由于抑制性突触的逐渐丧失。”因此,这些发现为该疾病的发展提供了新的见解。

它们也可能具有治疗相关性:“我们经常试图用刺激抑制性突触的药物来防止神经元过度兴奋,”Schoch-McGovern解释道。“在SLK缺乏的情况下,这可能是错误的策略:在某一点上,抑制性突触太少,以至于不再起作用。对这些患者来说,从兴奋性方面进行干预,即抑制兴奋性突触,可能更有希望。”

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