科学家解码了一个重要的分子信号,该信号指导大脑中一个被称为新皮质的关键区域的发育,负责长期记忆、推理和复杂的肌肉动作。
作为大脑中最大和最近进化的区域,新皮质在人类中特别发达。
斯克里普斯研究所 (TSRI) 分子和细胞神经科学系主任乌尔里希·穆勒 (Ulrich Mueller) 表示,哺乳动物新皮质具有独特的结构,具有六层神经元,我们的发现有助于解释这种分层结构是如何在生命早期产生的。 TSRI 多里斯神经科学中心主任。
发表在《神经元》杂志上的这一发现可能有助于对自闭症、精神分裂症和其他精神疾病的研究。
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穆勒团队发现的信号有助于引导婴儿神经元通过发育中的新皮层迁移。
这种神经元由新皮层底部的干细胞样细胞产生,在那里它包裹着大脑中一个称为脑室的大的、充满液体的空间。
然后新生神经元向上迁移,或径向远离心室,被引导到新皮层六层柱状结构中的适当位置??其中包括称为 Cajal-Retzius (CR) 细胞的特殊引导细胞。
此前,科学家们发现了一种关键的信号蛋白,reelin,CR 细胞分泌它,婴儿新皮质神经元必须检测到才能正确迁移。
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从那时起就有迹象表明 CR 细胞和婴儿新皮质神经元也交换其他分子信号。
在 2011 年发表的一项研究中,Mueller 和他的实验室同事发现,reelin 至少部分通过促进婴儿神经元表达一种通用细胞粘附分子钙粘蛋白 2 (Cdh2) 来引导神经元迁移。
由于 Cdh2 几乎可以由发育中的新皮质中的任何细胞类型表达,因此该团队开始寻找其他因素来解释
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CR细胞与迁移的婴儿神经元之间的相互作用。
一组候选人是 nectins ??已知在其他情况下与钙粘蛋白一起工作的细胞粘附蛋白。
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我们观察到 nectin1 由 CR 细胞特异性表达,nectin3 由迁移神经元特异性表达。同时,我们从之前的研究中了解到 nectin1 和 nectin3 是首选的结合伙伴,主要作者 Cristina Gil-Sanz 说。
Gil-Sanz 和她的同事随后进行了其他实验,并很快证实 CR 细胞上的 nectin1 与婴儿神经元上的 nectin3 的连接对于正确的神经元迁移至关重要。