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线粒体融合对成人神经发生和脑回路完善至关重要

2024-04-07 15:12 来源:本站编辑

神经细胞(神经元)是我们体内最复杂的细胞类型之一。它们在发育过程中通过扩展被称为树突和轴突的分支,并建立数千个突触来形成复杂的网络,从而实现这种复杂性。大多数神经元的产生局限于胚胎发育,但很少有大脑区域在成年期异常地具有神经发生。目前尚不清楚在这些区域出生的神经元是如何成功成熟并在一个完全形成的器官中保持竞争以发挥其功能的。然而,了解这些过程对疾病期间的大脑修复方法具有巨大的潜力。

由科隆大学CECAD衰老研究卓越集群的Matteo Bergami教授博士领导的一组研究人员在小鼠模型中使用成像,病毒追踪和电生理技术的组合解决了这个问题。他们发现,随着新神经元的成熟,它们沿着树突的线粒体(细胞的能量源)经历了融合动力学的提升,以获得更长的形状。这一过程对于维持新突触的可塑性和完善先前存在的大脑回路以应对复杂的经历至关重要。这项名为“在成年神经元突触可塑性的关键时期增强线粒体融合”的研究发表在《神经元》杂志上。

Mitocho神经融合赋予新神经元竞争优势

成人的神经发生发生在海马体,一个控制认知和情绪行为的大脑区域。一直以来,海马神经发生率的改变被证明与神经退行性疾病和抑郁症有关。虽然已知该区域新产生的神经元经过长时间的成熟以确保高水平的组织可塑性,但我们对其潜在机制的理解有限。贝加米和他的团队的发现表明,新神经元树突中线粒体融合的速度控制着突触的可塑性,而不是神经元本身的成熟。

这些发现扩展了线粒体动力学功能失调(如融合)导致人类神经系统疾病的知识,并表明融合可能在控制突触功能及其在阿尔茨海默氏症和帕金森病等疾病中的功能失调方面发挥的作用比以前认为的要复杂得多。

除了揭示生理条件下神经元可塑性的基本方面外,科学家们希望这些结果将指导他们采取具体的干预措施,以恢复疾病条件下的神经元可塑性和认知功能。

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