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Science:浙大科学家揭示小胶质细胞在记忆调节中起着关键作用

来源:本站原创 2020-02-10 08:16

2020年2月10日讯/生物谷BIOON/---小胶质细胞是大脑中的常驻免疫细胞,它们是第一反应者,总是在寻找发生差错的地方。它们大约占我们脑细胞的10%。在过去,它们被认为是大脑中的被动旁观者,仅在受伤或感染时,它们才起作用。这些细胞最早是由德国医生Rudolf Virchow于1856年观察到的,后来被称为小胶质细胞,意为“小胶水”。

如今,在一项新的以小鼠为实验对象的研究中,来自中国浙江大学医学院的研究人员发现小胶质细胞实际上可能是记忆保持的关键因素。如果在人类中发现同样的效果,那么这可能导致人们开发出更好地治疗健忘症、阿尔茨海默病和其他影响记忆力的疾病的方法。相关研究结果发表在2020年2月7日的Science期刊上,论文标题为“Microglia mediate forgetting via complement-dependent synaptic elimination”。
大鼠小胶质细胞(绿色),图片来自Wikipedia, CC BY-SA。

小胶质细胞有很多功能。当存在损伤或感染时,它们在抑制大脑反应方面起着积极的作用。但是科学家们越来越意识到小胶质细胞有很多功能。我们的大脑混杂着死亡的细胞和堆积的化学物,它们都需要清除。小胶质细胞的任务是保持我们大脑的清洁和健康。

科学家们最近还发现,小胶质细胞参与维持神经细胞之间的连接(称为突触)。这些突触是至关重要的通讯枢纽,以便让脑细胞相互交谈并传输脑信号。特别地,在大脑发育过程中,小胶质细胞会主动清除或“修剪”突触,这有助于塑造让大脑有效工作的回路。

实际上,正是这些神经细胞之间的这些连接保持了我们的记忆力,并且在影响我们记忆力的疾病(比如阿尔茨海默病)中,它们很容易受到攻击。因此,整个科学界对这些细胞和它们为治疗阿尔茨海默病等复杂的脑部疾病提供新靶标的潜力越来越感兴趣。

确实,已知一个可以提高人们患阿尔茨海默病风险的基因是TREM-2,它编码一种在小胶质细胞中发现的蛋白。

记忆保持

这项新研究表明小胶质细胞与小鼠的记忆保持密切相关。小鼠经历了恐惧条件反射fear conditioning)任务,使得当将它们放置在它们记得经历过一些负面事情—在这项研究中,指的是对它们的脚施加较小的电击---的环境中时,它们会因恐惧而呆立不动。

在35天的时间内,小鼠的僵直反应(freezing response)从70%降低到20%,这表明它们已经忘记了这种特定环境的负面影响。然后,这些作者使用了一系列科学工具,包括遗传、药理和生化方法,移除这些小鼠大脑中的小胶质细胞,并再次进行了实验。

实验结果表明,移除小胶质细胞改变了它们对这个任务的反应。大约50%的小鼠(在上述实验中,这一比例为20%)即使在类似的一段时间后仍记得这种负面经历。基于此,提出的一种假设是小胶质细胞是巩固这些记忆以及支持哪些记忆被遗忘和哪些记忆被保持的关键。这项研究继续发现,正是这些小鼠内部的突触重新排列才导致了这一观察结果。

虽然这对于科学界来说是一项令人兴奋的研究,但是它对增进对人脑的理解以及我们自己的遗忘能力意味着什么呢?重要的是要记住,人脑中的情形很有可能完全不同。如今越来越多的证据表明,小鼠和人类小胶质细胞之间存在明显的差异。

这些现有的研究观察了人类和小鼠的小胶质细胞组成,并发现了它们对损伤的反应方式有所不同。这意味着它们对大脑维持的反应也可能有很大不同。

因此,虽然看起来小胶质细胞的功能描述稍微复杂了一些,但围绕人类小胶质细胞的奥秘及其在健忘中的作用仍然有待探索。但是,正如遗传学研究提示的那样,这些细胞在人类记忆功能中确实也可能起着某种重要的作用。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

1.Chao Wang et al. Microglia mediate forgetting via complement-dependent synaptic elimination. Science, 2020, doi:10.1126/science.aaz2288.

2.Study in mice: Brain cells long thought of as passive play key role in memory
https://medicalxpress.com/news/2020-02-mice-brain-cells-thought-passive.html
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