馬克斯普朗克佛羅里達神經(jīng)科學研究所 (MPFI) 的研究人員發(fā)現(xiàn)，細胞粘附蛋白 IgSF11 決定了一類不同的皮質(zhì)中間神經(jīng)元的層特異性突觸連接。
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雖然規(guī)模不同，但我們的大腦有類似的網(wǎng)關(guān)來連接神經(jīng)元。這些稱為突觸的微小隔室能夠?qū)崿F(xiàn)信息的動態(tài)交換和神經(jīng)回路的形成。為了構(gòu)建這些回路，發(fā)育中的神經(jīng)元必須首先遵循特定的指導(dǎo)線索，在大腦中穿行，直到找到合適的伙伴。這個過程對大腦皮層非常重要，大腦皮層由六個功能和解剖學上不同的層組成。盡管已經(jīng)對皮層進行了廣泛的研究，但對其層內(nèi)驅(qū)動突觸特異性的精確分子機制知之甚少。對于稱為抑制性中間神經(jīng)元 (IN) 的特殊類型的神經(jīng)元尤其如此，它們通常僅與一兩層進行局部連接。
在最近發(fā)表在《科學進展》雜志上的一篇文章中，佛羅里達州馬克斯普朗克的 Taniguchi 實驗室揭示了皮層中抑制性突觸特異性的新機制。MPFI 科學家確定了細胞粘附分子 IgSF11 的新作用，發(fā)現(xiàn)該蛋白質(zhì)介導(dǎo)皮層枝形吊燈細胞 (ChC) 中的層特異性突觸靶向。
我們的實驗室專門研究皮質(zhì)中間神經(jīng)元和抑制??電路的形成。枝形吊燈細胞是我們最喜歡的中間神經(jīng)元亞型之一，已被證明表達獨特的遺傳標記并僅支配皮層內(nèi)的某些層。(ChC 嚴格控制皮層主要神經(jīng)元中的尖峰生成，并與精神分裂癥和癲癇等腦部疾病的病理學有關(guān)。)我們認為這種模型細胞類型將是開始我們尋找賦予層的分子的理想場所-特定的突觸匹配。”
Hiroki Taniguchi 博士，博士Max Planck Florida 研究小組負責人
MPFI 的科學家們開始使用單細胞 RNA 測序來對 IN 進行基因篩選以尋找單個亞型特有的基因。他們在一個有趣的類別中發(fā)現(xiàn)了一組精選的基因，稱為細胞粘附分子或 CAM。與其他 IN 亞型相比，一種特別是 IgSF11 的 CAM 在 ChC 中高度富集。
“我們對 IN 的基因篩選是我們第一次遇到 IgSF11 的地方，”谷口實驗室出版物和研究科學家的第一作者 Yasufumi Hayano 博士解釋說。“我們正在尋找編碼細胞表面蛋白的亞型特異性基因，認為那些在神經(jīng)元外部表達的基因?qū)⑹墙閷?dǎo)突觸特異性相互作用的完美候選者。”
CAM 包含一組不同的結(jié)構(gòu)蛋白。CAM 通常被認為是一種生物膠水，它在神經(jīng)元外部表達并以大復(fù)合體相互作用，促進細胞間相互作用。它們形成的橋狀復(fù)合物為新形成的突觸提供穩(wěn)定性，并有助于細胞粘附和交流。一類 CAMs，稱為同質(zhì)性 CAMs，只與其他與它們相同的 CAMs 相互作用，并且理論上有可能介導(dǎo)突觸形成的特異性。
標簽： 皮層抑制性突觸
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