你以为中心体只在细胞分裂中起作用？《Neuron》科学家发现了它们的新功能

来自DZNE的研究人员已经解决了神经生物学中的一个重要难题:神经细胞的连接和运动是交织在一起的，但分别被控制。

　　

               

在胚胎阶段基因改变的鼠大脑的显微镜图像。科学家们观察了两组神经元:一组只有一种特殊的染料(洋红色)，另一组有一种加染料的神经元被用来表达一种特定的肽，阻止中心体形成细胞的微管(黄色)。第一组(洋红色)的神经元正常地到达了大脑的特定部分，但第二组(黄色)的神经元没有正常地迁移到大脑的特定部分。然而，它们仍然能够像第一组一样在细胞之间形成连接。

来自DZNE的研究人员已经解决了神经生物学中的一个重要难题:神经细胞的连接和运动看起来是“一回事”，但分别被控制。

这项研究的重点是神经元的生长和迁移:当神经细胞形成时，它们将大脑连接起来，以实现与其他神经细胞的通信。其中一根轴突变长;这些导线是神经元网络的基础。与此同时，神经细胞迁移到大脑皮层的特定位置。

值得注意的是，这些动态过程是单独控制的:即使神经细胞已经找到了最终的位置，轴突仍继续生长以与目标细胞连接。

“我们发现中心体——一种驱动细胞分裂的细胞器——可以调节神经细胞的迁移，”德国神经退行性疾病中心(DZNE)的Stanislav Vinopal博士和Sebastian Dupraz博士说:“然而，它对轴突的形成和生长没有作用。”他们是这项研究的第一作者，该研究现在发表在《Neuron》杂志上。

到目前为止，专家们一直在争论中心体的作用。生长和迁移的过程是由细胞的动态骨架，即细胞骨架来实现的。细胞骨架由微管组成，称为微管。它们也构成了轴突的主干。微管可以由中心体产生。有了他们的研究结果，来自Frank Bradke教授小组的参与研究人员解决了神经生物学领域的一个核心难题，这是科学界多年来一直试图回答的问题。

事实上，轴突的生长和对其迁移运动的控制并不相关，这是一个意想不到的结果:“这两种行为同时发生，并且都依赖于微管。尽管如此，它们仍然是相互独立控制的，”Stanislav Vinopal说。

在他们的研究中，研究人员开发了新的分子工具。“这些分子工具使我们能够精细地控制中心体的功能，以产生微管，”Sebastian Dupraz解释说。通过这种方式，它的活性可以降低或增加。

科学家们在鼠的大脑中发现，轴突的形成独立于中心体的活动。然而，神经元迁移受到显著影响。Dupraz总结说:“轴突的生长显然是由一种不同的机制造成的，即所谓的微管的中心体形成。这将成为我们未来研究的主题。”

通过他们的工作，科学家们现在可以将以前相互矛盾的两个理论结合起来:中心体在神经元发育中起着重要作用的理论的支持者和反对者。“在我们的研究中，我们解开了神经元中同时发生的两种机制，”Stanislav Vinopal说。“对于轴突本身的生长，我们发现中心体是不必要的。然而，在神经元迁移的过程中，它起着重要作用。”

DZNE科学家的发现可能有助于开发一些遗传性疾病的分子疗法，如developmental pachygyrias，这与中心体蛋白γ -微管蛋白的突变有关。同样在这些疾病表型中，轴突大多是完整的，而神经元迁移受损。DZNE的研究人员说:“据推测，这些疾病背后有相同的分子机制，所以未来的治疗可能会集中在这一点上。”