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大脑中的星形细胞使记忆变得变通
发布日期:2021-12-31 13:46    点击次数:199

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大脑中的星形细胞使记忆变得变通。海马星形胶质细胞协同开释 D -丝氨酸和谷氨酸,调节突触可塑性和认知变通性。

韩国基础科学钻研院12月20日新闻

“衡量智力的标准是转折的能力”

——阿尔伯特·喜欢因斯坦

由于吾们生活在一个行态转折的环境中,吾们的大脑不光要学习新事物,还要修改现有的记忆,这一点很主要。这清淡被称为“认知变通性”(cognitive flexibility)。倘若异国这栽能力,吾们就无法体面转折了的环境,而且很容易由于仅仅凭借以前的记忆而做出舛讹的选择。

 

韩国基础科学钻研院(Institute for Basic Science,IBS)认知与社会性钻研中央的钻研人员在 C. Justin LEE 的领导下通知称,大脑中的星形细胞调节认知变通性。详细来说,他们发现星形胶质细胞同时调节和整相符附近突触可塑性的能力对促进认知变通性很主要。钻研于近日发外在《生物精神病学》(Biological Psychiatry)杂志上。

钻研于2021年10月20日发外在《Biological Psychiatry》(最新影响因子:13.382)杂志上

人们认为,在自闭症、精神破碎症和阿尔茨海默病的早期阶段,大脑窒碍患者的认知变通性较矮是由N -甲基- D -天冬氨酸受体(NMDARs)功能降矮引首的。固然 NMDARs 是突触可塑性的主要受体,并被很多激行剂和共激行剂激活,但其中一栽共激行剂 D -丝氨酸的来源不息存在争议。

经过星形胶质细胞特异性基因调控,钻研人员发现星形胶质细胞实际上能够相符成 D -丝氨酸,并经过名为 Best1 的钙激活通道开释 D -丝氨酸。结相符之前关于星形胶质细胞能够经过 Best1 开释谷氨酸的知识,D-丝氨酸和谷氨酸的共同开释外明,星形胶质细胞是 NMDAR 活性和突触可塑性的理想调节器。

 

稀奇是,钻研人员发现,异突触永远按捺(LTD)是一栽由星形胶质细胞介导的表象,在附近的突触变得活跃时,不活跃的突触变弱,对认知变通性至关主要。

 

“由于每个星形胶质细胞与超过 10 万个突触接触,星形胶质细胞能够限制多个突触,并同时整相符突触可塑性,”该钻研的第一作者 KOH Wuhyun 说。

星形胶质细胞

在通知中,他们钻研了 Best1 基因敲除(Best1 KO)幼鼠模型,该模型由于 NMDAR 功能降矮而匮乏异突触 LTD。在莫里斯水迷宫(Morris Water Maze)实验中,幼鼠试图找到一个暗藏的平台,Best1 KO 幼鼠在最初的学习过程中外现与野生型幼鼠相通。然而,当平台被迁移到另一侧时,Best1 KO 幼鼠在记忆修改方面外现出题目。

 

风趣的是,在学习初期注射 D -丝氨酸改善 Best1 KO 幼鼠 NMDAR 功能后,在随后的实验中恢复了记忆修改题目。这一发现外明,记忆变通性是由最初的学习时间决定的,这与之前挑出的只有在必要记忆修改时才会发生突触可塑性的理论迥异。

 

此外,钻研人员发现往甲肾上腺素及其受体 α1-AR 能够激活星形胶质细胞,并导致 D -丝氨酸和谷氨酸的共同开释。这意味着记忆的变通性能够由学习期间的荟萃水祥和唤醒水平决定。

C. Justin LEE外示:“以前的钻研主要荟萃在特定的突触对刺激的转折上。在学习过程中,一个突触的转折会引首附近突触的转折,这一表象的发现外明,找出其他突触发生了什么,对于理解学习和记忆形成的机制很主要。”他增添说,“期待这项钻研将为如何减轻或治疗自闭症、精神破碎症和早期失智症的症状挑供有价值的见解,这些症状被认为会降矮认知变通性。”

成立于2011年的韩国基础科学钻研院

参考文献

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

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