神经科学家认为星形胶质细胞是大脑的主要“指挥者”

　　在大脑的管弦乐队中，每个神经元的放电是由两个音符控制的——兴奋性和抑制性——它们来自两种不同形式的细胞结构——突触。突触本质上是神经元之间的连接，将信息从一个细胞传递到另一个细胞。突触式和声汇聚在一起，创造出最优美的音乐——至少在大多数时候是这样。

　　当音乐变得不和谐，一个人被诊断出患有脑部疾病时，科学家通常会观察神经元之间的突触，以确定是什么出了问题。但杜克大学神经科学家的一项新研究表明，观察乐队戴着白手套的指挥家——星形胶质细胞会更有用。

　　星形胶质细胞是星形细胞，形成大脑的胶状框架。它们是一种被称为神经胶质的细胞，在希腊语中是“胶水”的意思。先前发现星形胶质细胞参与控制兴奋性突触，杜克大学的一个科学家小组还发现星形胶质细胞通过一种叫做NrCAM的粘附分子与神经元结合，参与调节抑制性突触。星形胶质细胞向抑制突触伸出纤细的触手，当它们接触时，NrCAM就会形成粘连。他们的研究结果发表在11月11日的《自然》杂志上。

　　兴奋性突触——大脑的加速器——和抑制性突触——大脑的刹车——以前被认为是大脑中最重要的工具。过度兴奋会导致癫痫，过度抑制会导致精神分裂症，任何一种失衡都会导致自闭症。

　　然而，这项研究表明，星形胶质细胞在整个大脑功能中发挥着作用，可能成为大脑治疗的重要目标，共同资深作者、医学院细胞生物学和神经生物学副教授Cagla Eroglu博士说。Eroglu是星形胶质细胞的世界级专家，她的实验室在2017年发现了星形胶质细胞如何发送触手并连接到突触。

　　“很多时候，研究大脑发育和疾病的分子方面的研究研究神经元的基因功能或分子功能，或者他们只认为神经元是受影响的主要细胞，”Eroglu说。“然而，在这里，我们能够证明，通过简单地改变星形胶质细胞和神经元之间的相互作用，特别是通过操纵星形胶质细胞，我们也能够显著地改变神经元的连接。”

　　Soderling和Eroglu经常在科学上进行合作，他们边喝咖啡边讨论项目计划。该计划是应用Soderling实验室开发的蛋白质组学方法，该方法由他的博士后助理Tetsuya Takano进一步开发，他是该论文的主要作者。

　　Takano设计了一种新方法，允许科学家使用一种病毒将一种酶插入老鼠的大脑，这种酶可以标记连接星形胶质细胞和神经元的蛋白质。一旦贴上这种标签，科学家们就可以从脑组织中取出标记的蛋白质，并使用杜克大学的质谱分析设备来识别粘附分子NrCAM。

　　然后，Takano与Eroglu实验室的博士后Katie Baldwin合作，进行了实验，以确定粘附分子NrCAM如何在星形胶质细胞和抑制性突触之间的连接中发挥作用。两个实验室共同发现NrCAM是控制星形胶质细胞如何影响抑制性突触的缺失环节，表明它们影响大脑的所有“音符”。

　　“我们非常幸运，我们有非常合作的团队成员，”Eroglu说。“他们工作非常努力，对疯狂的想法持开放态度。我认为这是一个疯狂的想法。”

　　该项目由美国国立卫生研究院大脑计划、国家药物滥用研究所、卡恩神经技术奖、上原纪念基金会和日本科学促进会资助。