Cell神经生物学重大成果：大脑平衡的核心机制

研究确定了塑造抑制性神经元，调节大脑布线的免疫细胞核心机制

　　

从小狗的吠叫到窗户上的雨声，我们的大脑每秒都会收到无数信号。大多数时候，我们会忽略无关紧要的线索——苍蝇的嗡嗡声，树上树叶的轻柔沙沙声，而主要注意重要的线索——汽车喇叭的声音，敲门声。这使我们能够在我们周围的世界中运作，导航，甚至生存。

大脑通过这种无休止的信息流进行筛选的非凡能力是由一个由数十亿个突触组成的复杂神经网络实现的，突触是调节细胞之间和细胞间信号传输的专门连接。这些连接中的一些会抑制信号传输，另一些会加速信号传输，这是一种毫秒级的平衡行为，可确保我们的大脑以最大效率运行。

现在，哈佛医学院、麻省理工学院和Broad研究所的研究人员完成的一项新研究表明，抑制和兴奋之间的这种微妙平衡至少部分是由高度特化的小胶质细胞亚群，也就是大脑的常驻免疫细胞维持的，这类细胞以其在对抗感染和清除细胞碎片方面的作用而闻名。

研究人员通过小鼠实验，首次揭示这群专门的免疫细胞非常适合检测和专门与抑制性突触互动，抑制性突触是减缓信息在细胞间流动的连接点。

这一成果公布在7月6日的Cell杂志上。

“我们发现了专门的免疫细胞和神经元细胞在早期大脑发育过程中参与重要的交流，并形成对建立平衡的大脑布线至关重要的相互作用，”该研究的第一作者、神经生物学研究员Emilia Favuzzi博士说。

“我们的观察表明，小胶质细胞与特定类型的突触进行复杂的相互作用，以一个突触的方式追踪它们并塑造神经系统，这是我们第一次证明某些类型的小胶质细胞被招募到某些类型的突触中，并以非常特定的方式与它们接触”，文章通讯作者，神经生物学教授Gordon Fishell说。

此外，研究表明，这些细胞通过直接的物理接触与抑制性突触相互作用，这是由先进的成像技术实现的首次观察，使研究人员能够实时观察小鼠大脑中的细胞如何其它细胞相互作用。

实验表明，这种接触是通过位于小胶质细胞表面的 GABA 受体发生的，并使这些细胞与 GABA 发射抑制性突触精确协调。 GABA 是大脑的主要抑制性神经递质，可作为细胞间信号传递的制动器。研究表明，GABA 似乎充当了特定小胶质细胞亚群的来袭信号，邀请这些细胞接触抑制性、释放GABA的突触。

此外，实验表明该过程通过三步：移动、识别和摄取发生。研究表明，对 GABA 敏感的小胶质细胞吞噬抑制性突触的方式与这些细胞吞噬病原体或细胞垃圾的方式大致相同。

研究人员说，这些见解可以为大脑神经线路出现问题的疾病的新治疗方法提供重要线索。这些缺陷会破坏兴奋和抑制之间的精细平衡，并导致感官知觉的严重功能异常：从一个极端的感觉过度刺激到另一个极端的感觉迟钝。这种感觉障碍经常出现在自闭症谱系障碍、多动症或精神分裂症等疾病中。

“在不久的将来，我们可以通过招募专门负责重塑和修剪特定突触的小胶质细胞，寻找有选择地切换或调整大脑兴奋性和抑制性连接之间平衡的方法，”Favuzzi 补充道。

（生物通）

原文链接：

http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2021.06.018

GABA-receptive microglia selectively sculpt developing inhibitory circuits