Nature：长期以来被认为在大脑功能中起次要作用的细胞，才是真正重要的细胞

一项针对小鼠的新研究表明，长期以来被认为在大脑功能中起次要作用的细胞，实际上能够建立起自身广泛的连接。这些通路似乎以之前未曾发现的方式连接着遥远的区域。

　　

科学家们通常将大脑描述为一个由神经细胞（神经元）组成的网络，这些神经元相互传递信号以传递信息。另一种脑细胞——星形胶质细胞——负责维持这些神经元的正常功能，星形胶质细胞负责运输营养物质和清除代谢废物。

这项由纽约大学朗格尼医学中心研究人员主导的研究表明，星形胶质细胞与神经元一样，会形成有序的网络结构，这使得它们能够与大脑中其他特定的星形胶质细胞进行通讯，而不仅仅是发送局部、笼统的信号。在某些情况下，这些通路甚至连接了原本没有神经元连接的区域。 

“一个多世纪以来，神经科学家一直认为神经元是大脑的主要组成部分，”该研究的主要作者Melissa Cooper博士说。“然而，我们的研究结果表明，通常被视为支持细胞的星形胶质细胞也运行着自己广泛的信号通路，这为大脑区域如何保持连接增添了新的层面。”

Cooper博士在早期的研究中报告称，在青光眼这种视觉神经退行性疾病的小鼠模型中，星形胶质细胞可以将资源从健康神经元周围的星形胶质细胞重新分配到受损神经元。然而，该团队当时无法确定这种支持细胞网络是否遍布整个大脑。 

Cooper博士表示，这项最新研究首次绘制了由星形胶质细胞构建的活跃的、覆盖整个大脑的通信网络，并表明这些通路具有高度特异性。 

这项研究成果将于 4 月 22 日发表在《自然》杂志上。该研究依靠一种定制的追踪工具，使研究团队能够比以往的方法更详细地追踪细胞的连接。  

在这项研究中，研究人员使用一种无害病毒将“网络示踪剂”导入实验小鼠特定脑区的星形胶质细胞中。这些示踪剂会在小分子通过称为间隙连接的微小通道时对其进行标记，这些间隙连接将一个星形胶质细胞连接到另一个星形胶质细胞，从而使研究团队能够观察到哪些细胞属于同一信号通路。 

科学家们随后将小鼠的大脑透明化，并使用特制显微镜捕捉每个标记星形胶质细胞的三维图像。通过对数百只小鼠进行此项操作，他们绘制出了大脑各区域的星形胶质细胞网络图。这种追踪工具和大脑透明化方法的设计成本相对较低且易于重复，以便其他实验室能够利用它们来研究多种脑部疾病中的网络。 

在研究的另一部分，研究团队评估了经过基因改造、星形胶质细胞缺乏缝隙连接的小鼠。结果发现，这些小鼠的通讯网络基本消失，表明这些通路仍然活跃，并且依赖于这些物理连接。 

“通过挑战我们对大脑如何进行长距离沟通的理解，我们的研究结果可能为大脑的发育、衰老以及在阿尔茨海默病和帕金森病等疾病中的行为提供新的见解，”该研究的共同资深作者、纽约大学格罗斯曼医学院神经科学和眼科学系的副教授Shane A. Liddelow博士说。 

另一个重要发现是，星形胶质细胞网络是动态变化的。当研究团队修剪小鼠面部一侧的胡须时，负责处理胡须触感的区域会形成一条新的神经通路，并重新与不同的星形胶质细胞连接在一起。

“在感觉信号缺失后，星形胶质细胞网络会缩小并重新布局，这一事实表明它们可能受到经验的影响。这也暗示着，我们每个人的大脑连接模式可能都有一定的独特性，这种模式是由我们的大脑所学习和经历过的内容塑造而成的。”Moses V. Chao博士说。

该研究团队计划探究哪些分子会通过这些网络流动，并将他们的追踪工具应用于大脑疾病模型的研究中。Chao博士表示，他们还希望研究这些网络在发育和衰老过程中是如何发生变化的。

Liddelow博士强调指出，尽管人类体内存在缝隙连接和星形胶质细胞，但目前尚不清楚这些网络是否会在相同区域以与小鼠相同的方式进行连接。