发布时间：2009-01-21
哺乳动物脑内的神经元具有形态复杂的树突结构，这些结构通常是区分各种细胞类型的重要特征。由于树突是接受神经信号传入的主要部位，树突的形态发生对突触信号的输入、处理以及神经环路的形成起重要作用。神经环路的正常发育依赖于神经元树突形态和突触功能的同步变化，且这两者均受整个神经网络电活动的调控。关于神经网络电活动分别调控树突树状分枝或兴奋性突触强度的报道已有很多，但尚未有研究探讨树突形态与单个兴奋性突触强度的相关性。
2009年1月15日美国《神经元》杂志发表了神经所于翔研究组与美国斯坦福大学Malenka教授研究组合作完成的工作《神经元树突树突分枝与突触强度在神经环路发育过程中的协同变化》，神经所的工作主要由彭懿蓉、何姗同学完成。该研究工作首次提供了关于神经网络电活动协同调节树突总长度与单个兴奋性突触的强度的实验证据。发现在离体培养的海马锥体神经元中，过表达细胞黏附分子β-catenin可通过增加神经元树突树状分枝繁茂程度，在不影响神经元兴奋性的情况下，模拟神经网络电活动增强导致的兴奋性突触传递的稳态。在单个神经元中过表达可绑定并抑制β-catenin功能的N(intra)分子，可同时抑制神经网络电活动增强导致的树突形态及突触功能的变化。通过对电生理记录的神经元进行三维重构，发现其树突总长度与单个兴奋性突触的强度（mEPSC的幅度）有负相关性。在体瞬时转基因操作及急性脑片电生理记录与转基因神经元的三维重构，验证了β-catenin过表达对神经元树突形态及突触功能的调节作用。结果显示树突总长度的增加是介导兴奋性突触传递稳态的充分及必要条件，为研究神经网络电活动介导的突触稳态提供了新的机制。结果还提示在发育过程中，神经网络电活动可能通过上述机制协同调节神经元树突形态与突触功能的变化。
该项工作的部分资助来自于国家科技部、国家自然科学基金委、中国科学院及上海市政府的项目。
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