
一类奇怪的脑细胞具有两个相互矛盾的特征,导致科学家质疑它是否真正存在。但是现在,对小鼠和人类大脑的一项新研究不仅支持这些矛盾的细胞的存在,而且还暗示它们可以帮助解释自闭症和精神分裂症等疾病的神经系统基础。
七月发表在《杂志》上分子精神病学该研究发现,有时在同一神经元中发现了两个曾经认为具有相反作用的神经元的化学标记物。研究人员发现,具有这两个标记的神经元经常激活或使用氧气产生细胞能量有关的“表达”基因。
与没有条件的人相比,在患有自闭症或精神分裂症的供体的后脑组织中,具有这些标记物的神经元改变了与该过程相关的基因表达。
这一发现可能与研究链接有关精神分裂症和自闭症导致氧化应激的遗传变化或细胞中能量产生的反应性副产品的积累。这项研究可能是更好地理解这些复杂的神经系统状况的一步。
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在研究中,研究人员专门记录了特殊的抑制性神经元或抑制大脑中电活动的神经元的存在。这些细胞携带两个化学标记:一种称为白蛋白(PV)的蛋白质和一个称为胆囊动蛋白(CCK)的较小分子。
具有PV的神经元是快速加速的,这意味着它们反复产生短寿命的信号,并且比大脑中几乎任何其他类型的神经元更快。带有CCK的神经元通常以较慢,更典型的速度发射。先前的研究,例如《杂志》中的2021年文章神经元,表明这些神经元通常在相反的时间处活性,而PV神经元通常在之前发射,甚至抑制患有CCK的神经元。
“有点像你有这种二分法。”史蒂文·格里科(Steven Grieco)该研究的主要作者以及加利福尼亚大学尔湾分校解剖学和神经生物学系的项目科学家。 “我们的发现……模糊了二分法。”
为了确认这些看似不太可能的细胞的存在,研究人员在小鼠中使用了几种方法,包括分子染色和RNA测序,这些方法会积累其基因积极地用于生产蛋白质。确定某些细胞具有两个标记后,它们进行了RNA测序以确定细胞的功能可能是什么。他们还检查了神经精神病患者以及没有神经精神病患者的尸体脑组织中的细胞。
该团队发现,在小鼠海马的PV抑制神经元中,参与记忆的大脑区域,也有40%至56%的人患有CCK。这些细胞也出现在小鼠大脑的其他部分,包括新皮层,这是一个“较高”认知功能的关键区域,例如感知。
具有PV和CCK的细胞更大地激活与氧化磷酸化有关的基因,该过程通过该过程使用氧气和酶创建腺苷三磷酸腺苷(ATP),这是人体的主要细胞能源。这表明细胞需要大量能量才能运行。
然而,这些基因的表达在组织中的组织中似乎改变了自闭症和精神分裂症患者,这表明神经元在疾病中的潜在作用。这些发现还可以支持这些疾病与氧化应激之间的潜在联系,并且可以与以前的研究保持一致,将条件与大脑抑制性神经元的功能障碍以及导致的电活动过载联系在一起。
研究人员并不是第一个找到这些细胞的人。西蒙·皮埃劳特(Simon Pieraut),内华达大学里诺大学的生物学助理教授,他没有参与这项工作。他说,但是他们很可能是第一个以这种方式专注于细胞的人。
皮埃拉特(Pieraut)告诉《现场科学》(Live Science),他的实验室和其他人以前曾在PV和CCK中发现细胞,但他不确定这些发现是否可能是技术怪癖或错误的结果。他说,表明事实并非如此,研究人员使用多种方法来支持这些细胞的存在特别有价值。
Pieraut说,这些发现并不一定在这些神经元与精神分裂症等疾病之间建立联系,但是它们为进一步研究细胞可能与疾病有关的进一步研究提供了理由。此类研究可能有可能用于开发未来的治疗方法。
他说:“如果我们想在将来找到治疗,那么确切知道需要采取哪些途径的目标……将非常有帮助。”