Cell Reports：丰富的环境如何激发我们的突触

感觉印象和信息的处理在很大程度上取决于我们大脑中的突触如何工作。维也纳大学(University of Vienna)化学家罗伯特·阿伦茨(Robert ahrendds)和马格德堡莱布尼茨神经生物学研究所(Leibniz Institute for Neurobiology)的神经学家迈克尔·r·克鲁兹(Michael R. Kreutz)组成的团队展示了脂质和蛋白质调节如何影响大脑处理美丽而刺激的环境。研究人员在《细胞报告》中称，位于突触膜上的脂质是信号传递的中心。

　　

“我们通常喜欢美丽的环境、社交、舒适的公寓、好的餐厅、公园——所有这些都激励着我们，”维也纳大学分析化学研究所的罗伯特·阿伦茨说，他是多特蒙德国际科学研究中心的前组长。以前的研究已经表明，这样一个丰富的环境有时会对儿童的发展，甚至对人类的再生能力有积极的影响，例如中风后，但是这些观察的原因“还没有在分子水平上澄清”。

刺激感官知觉最终是通过突触的活动或调节而形成的，即那些连接我们神经元之间的单元，将信息从一个神经细胞传递到另一个神经细胞。为了阐明基本的分子原理，研究人员为这些啮齿动物和它们的生物模型提供了一个丰富的环境，有足够的活动空间，一个跑步轮和其他玩具。在后基因组分析策略(多组学)的帮助下，利用最先进的质谱和显微镜以及生物信息学进行数据分析，他们研究了啮齿动物海马中突触的调节，更准确地说，是蛋白质的相互作用，特别是位于突触膜上的脂质(脂肪)。

突触作为信号传递的中心部位，“80%的脑细胞只是支持细胞。因此，我们将注意力集中在作为信号传输中心的突触上，并将它们隔离开来。”神经学家迈克尔·克鲁兹说。该团队收集了关于突触调控分子网络的定量和定性信息，并检查了它们的脂质代谢，也受丰富环境的影响。分析显示，178种蛋白质和20种脂质受到显著调节，这取决于啮齿动物是在营养丰富的环境中还是在不舒适的环境中度过的时间。

积极作用的分子解释这些调节的特点是特定的脂类和生物内源性大麻素代谢的蛋白质，这特别强烈地受到丰富环境的感官印象的影响。

如果信息以信号的形式到达突触，信号处理就会增强，最终导致学习和发展的改善。在这种情况下，脂质和蛋白质的复杂网络对突触的功能起着决定性的作用。因此，当前的研究提供了一个分子解释，为什么增强的刺激环境可以对神经元可塑性和大脑发育产生积极的影响。

DOI

10.1016 / j.celrep.2021.109797

文章标题

Multiomics of synaptic junctions reveals altered lipid metabolism and signaling following environmental enrichment