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科学家揭示了令人惊讶的视觉发展模式

导读 在本周发表于《美国国家科学院院刊》上的一项新研究中,VTC神经科学家的Fralin生物医学研究所揭示了关于这种复杂的视觉处理系统在早期大脑...

在本周发表于《美国国家科学院院刊》上的一项新研究中,VTC神经科学家的Fralin生物医学研究所揭示了关于这种复杂的视觉处理系统在早期大脑发育过程中如何形成的令人惊讶的线索。

它从视网膜细胞生长开始。这些细胞排列在眼后部并进行处理,并沿其轴突传输源自光的信号,从而构成视神经。轴突从眼睛生长到大脑的各个区域,包括大脑丘脑的视觉处理区域,称为外侧膝状核(LGN)。

先前的研究表明,来自视网膜细胞的信号会影响LGN的细胞和分子结构。但是这项新的研究描述了视网膜细胞如何募集星形胶质细胞(称为星形胶质细胞)以促进抑制性神经元向LGN的生长。

抑制性神经元在改善视觉处理中起着至关重要的作用,但它们在LGN中的发育尚不十分清楚。

在VTC神经生物学研究中心Fralin生物医学研究所教授兼主任Michael Fox和路易斯维尔大学医学院解剖科学与神经生物学系主任William Guido的共同作者带领下,研究团队从一个广泛的问题:如果从未产生视网膜输入,LGN会怎样?

科学家使用转录组分析来比较普通小鼠和缺乏视网膜连接的小鼠的变化。

后一组具有较低水平的必需生长蛋白,称为成纤维细胞生长因子15,其由星形胶质细胞分泌。科学家们还注意到LGN的细胞组成发生了明显的变化-没有视网膜输入的小鼠也缺乏抑制性中间神经元,这种中间神经元通常在发育过程中长距离迁移到LGN中。

这一发现首次表明,在没有视网膜输入的情况下,星形胶质细胞不会分泌生长蛋白,因此抑制性神经元不会长入LGN中。

先前的研究描述了星形细胞是大脑中最丰富的细胞类型,它具有多种功能-从调节电脉冲到提供营养和免疫支持。

兼生物科学教授的福克斯说:“星形胶质细胞是目前神经科学领域的热门话题,尽管许多科学家正在研究它们,但很少有人研究过在视觉丘脑发育过程中这些细胞的关系。”在弗吉尼亚理工大学理学院。

福克斯说,这些发现提出了更多的问题,包括视网膜神经节细胞如何首先向星形胶质细胞发出信号。

一种可能性是星形胶质细胞在神经传递过程中吸收视网膜细胞释放的谷氨酸信号。或者,已知视网膜神经节细胞产生并分泌可能独立于神经活动而向星形细胞发出信号的生物活性因子。福克斯的团队开始研究和测试这些可能性。

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