新技术揭示神经轴突对方向极其敏感

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生物通快讯：美国Georgetown University的研究者发明了一种新技术，能够精确测量在发育过程中连接大脑的神经纤维的敏感性。通过使用这种技术，研究人员发现神经轴突对分子诱向因子（molecular guidance cues）极为敏感，这些轴突诱向因子可指引轴突到达在大脑中的目的地。他们的发现将在六月出版的Nature Neuroscience上刊登。 

正如需要正确连接显示器、鼠标和打印机等才能使电脑各个部分正常运转，发育中的大脑也需要一系列主要的线路连接以便正常行使其功能。但是不同的神经轴突则必须遵循轴突导向因子才能到达正确的目标。 

研究人员已经对这个称为轴突导向（axonal guidance）的过程所涉及的分子进行了大量的研究。然而，此前还没有一种技术能够让研究者建立一种可控制的、稳定的（诱向因子）梯度，从而测量神经轴突对这种梯度的敏感性，以及这种敏感性对大脑间通讯的发育的影响。

“我对这个”线路连接”的物理过程很好奇，这使得我们的实验室的研究方向有别于其他研究轴突导向的实验室”，Georgetown University Medical Center的神经学副教授Goodhill博士说。“从我们建立了一种稳定的微环境并能够控制分子梯度，我们就吃惊的发现轴突对分子浓度微小的变化是多么的敏感。我们发现穿过轴突末端的一种信号分子浓度的一点点差异就能够明显的影响到这一轴突的生长方向。” 

Goodhill表示:基于物理方法研究分子梯度对轴突的影响，将有助于研究人员最终了解神经系统在损伤后的再生过程。“很明显，我们对引导神经系统间的通讯连接的信息了解越多，日后掌握这种通讯中断后如何再生的机会就越大。” 

这种技术也有机会应用于神经学领域以外的其他领域。“例如在癌症，和其它与细胞迁移相关的生物进程中，我们的新技术可能有助于研究那些响应信号梯度的细胞运动”，Goodhill说。 这个研究组计划采用延时图像（time lapse imaging）对分子梯度和轴突导向作进一步的研究，并且研究轴突对排斥分子信号（将轴突从特定区域推出）也同样敏感。