研究揭示了皮層抑制性突觸特異性的新機(jī)制

馬克斯普朗克佛羅里達(dá)神經(jīng)科學(xué)研究所 (MPFI) 的研究人員發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞粘附蛋白 IgSF11 決定了一類(lèi)不同的皮質(zhì)中間神經(jīng)元的層特異性突觸連接。

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雖然規(guī)模不同，但我們的大腦有類(lèi)似的網(wǎng)關(guān)來(lái)連接神經(jīng)元。這些稱(chēng)為突觸的微小隔室能夠?qū)崿F(xiàn)信息的動(dòng)態(tài)交換和神經(jīng)回路的形成。為了構(gòu)建這些回路，發(fā)育中的神經(jīng)元必須首先遵循特定的指導(dǎo)線(xiàn)索，在大腦中穿行，直到找到合適的伙伴。這個(gè)過(guò)程對(duì)大腦皮層非常重要，大腦皮層由六個(gè)功能和解剖學(xué)上不同的層組成。盡管已經(jīng)對(duì)皮層進(jìn)行了廣泛的研究，但對(duì)其層內(nèi)驅(qū)動(dòng)突觸特異性的精確分子機(jī)制知之甚少。對(duì)于稱(chēng)為抑制性中間神經(jīng)元 (IN) 的特殊類(lèi)型的神經(jīng)元尤其如此，它們通常僅與一兩層進(jìn)行局部連接。

在最近發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的一篇文章中，佛羅里達(dá)州馬克斯普朗克的 Taniguchi 實(shí)驗(yàn)室揭示了皮層中抑制性突觸特異性的新機(jī)制。MPFI 科學(xué)家確定了細(xì)胞粘附分子 IgSF11 的新作用，發(fā)現(xiàn)該蛋白質(zhì)介導(dǎo)皮層枝形吊燈細(xì)胞 (ChC) 中的層特異性突觸靶向。

我們的實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)門(mén)研究皮質(zhì)中間神經(jīng)元和抑制??電路的形成。枝形吊燈細(xì)胞是我們最喜歡的中間神經(jīng)元亞型之一，已被證明表達(dá)獨(dú)特的遺傳標(biāo)記并僅支配皮層內(nèi)的某些層。(ChC 嚴(yán)格控制皮層主要神經(jīng)元中的尖峰生成，并與精神分裂癥和癲癇等腦部疾病的病理學(xué)有關(guān)。)我們認(rèn)為這種模型細(xì)胞類(lèi)型將是開(kāi)始我們尋找賦予層的分子的理想場(chǎng)所-特定的突觸匹配。”

Hiroki Taniguchi 博士，博士Max Planck Florida 研究小組負(fù)責(zé)人

MPFI 的科學(xué)家們開(kāi)始使用單細(xì)胞 RNA 測(cè)序來(lái)對(duì) IN 進(jìn)行基因篩選以尋找單個(gè)亞型特有的基因。他們?cè)谝粋€(gè)有趣的類(lèi)別中發(fā)現(xiàn)了一組精選的基因，稱(chēng)為細(xì)胞粘附分子或 CAM。與其他 IN 亞型相比，一種特別是 IgSF11 的 CAM 在 ChC 中高度富集。

“我們對(duì) IN 的基因篩選是我們第一次遇到 IgSF11 的地方，”谷口實(shí)驗(yàn)室出版物和研究科學(xué)家的第一作者 Yasufumi Hayano 博士解釋說(shuō)。“我們正在尋找編碼細(xì)胞表面蛋白的亞型特異性基因，認(rèn)為那些在神經(jīng)元外部表達(dá)的基因?qū)⑹墙閷?dǎo)突觸特異性相互作用的完美候選者。”

CAM 包含一組不同的結(jié)構(gòu)蛋白。CAM 通常被認(rèn)為是一種生物膠水，它在神經(jīng)元外部表達(dá)并以大復(fù)合體相互作用，促進(jìn)細(xì)胞間相互作用。它們形成的橋狀復(fù)合物為新形成的突觸提供穩(wěn)定性，并有助于細(xì)胞粘附和交流。一類(lèi) CAMs，稱(chēng)為同質(zhì)性 CAMs，只與其他與它們相同的 CAMs 相互作用，并且理論上有可能介導(dǎo)突觸形成的特異性。

標(biāo)簽： 皮層抑制性突觸