新技术揭秘细胞如何相互作用

众所周知，细胞间相互作用，有很多是难以研究的。最近，美国水牛城大学（UB）的研究人员和其他研究机构的同事，在九月十八日出版的《Nature Communications》杂志上发表了一种新的方法，可以更精确地捕捉到“脑细胞是如何相互作用的”。

　　

生物通报道：脑细胞之间的相互作用，对于健康大脑的功能和认知，是至关重要的，但是，众所周知，这些细胞间相互作用，有很多是难以研究的。

最近，美国水牛城大学（UB）的研究人员和其他研究机构的同事，在九月十八日出版的《Nature Communications》杂志上发表了一种新的方法，可以更精确地捕捉到“脑细胞是如何相互作用的”。延伸阅读：可观察免疫细胞相互作用的新装置。

这项研究是由水牛城大学Hunter James Kelly研究所（HJKRI）的科学家带领完成的，他们开展这项研究，以更好地了解髓鞘——使神经细胞之间能够进行通讯的脂肪绝缘体。研究人员想弄清“髓鞘损伤是如何发生的，以及损伤是如何修复的”。
 
研究人员解释说，触发髓鞘生产的细胞间相互作用，特别难以查明。这是因为这两种类型的细胞之间的关键接触点——轴突（神经冲动沿其传播）和神经胶质细胞（支持神经元）之间的连接——基本上是隐藏的。

本文通讯作者、HJKRI研究员、UB医学和生物医学科学学院生化、神经学教授M. Laura Feltri解释说：“髓鞘是由轴突细胞周围环绕的神经胶质细胞构成的。要研究髓鞘，你真的需要研究这两种细胞。神经胶质细胞缠绕的像轴突周围的一个螺旋，所以每次你尝试研究这两个细胞之间的接触区域时，你最终研究的是整个组合。很难只看到接触界面。”

她补充说，研究这个接触界面，对于某些疾病是至关重要的。“例如，在克拉勃脑白质营养不良（Krabbe Leukodystrophy）中，问题不仅在于没有足够的髓鞘，而且，神经胶质细胞不能给神经元提供适当的支持。但是，要想弄清到底哪里出了错，我们需要一种更好的方法来研究这个界面。”可实现这一目标的新技术，利用第二个细胞（神经元）作为触发因子，来吸引第一个细胞（胶质细胞）。研究人员使用了一个系统，具有两个隔室，由一层膜隔开。

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Feltri解释说：“当上面隔室中的细胞‘识别’出底部腔室中的细胞时，它们穿过隔膜中的孔，到达彼此腔室，并相互接触。这是一个交叉点，然后我们可以对其进行分离和研究。”

使用这种技术，研究人员在这个交叉点发现了新的蛋白质，叫做prohibitins，他们发现，这些蛋白质对于髓鞘的生产是必要的。这一发现有助于提高我们对髓鞘疾病新疗法的认识和开发。它也会使我们更容易地研究各种细胞间相互作用，而不仅仅是大脑中的细胞间相互作用。

Feltri解释说：“用这种方法，我们可以分离出与另一种细胞接触的一部分细胞，并分析仅存在于这一亚细胞部分中的所有蛋白质。它让我们有机会了解细胞的社会生活。这项工作对于髓鞘疾病（如克拉勃脑白质营养不良）和其他神经退行性疾病，具有重要的意义，因为神经元和神经胶质细胞之间的沟通，对于神经保护作用是至关重要的。”

该论文第一作者、HJKRI博士后研究员Yannick Poitelon解释说，胶质细胞可支持神经元代谢，并保护轴突可以达到一米的长度，从而远离胶质细胞。

Poitelon说：“这对神经胶质病（如Krabbe、Charcot-Marie Tooth、周围神经病变和多发性硬化症）产生了深远的影响，因为胶质细胞功能障碍，最终会损害与神经元的相互作用，因而遭受退化，造成毁灭性的临床症状。同样地，神经退行性疾病（如亨廷顿病或Lou Gehrig），在过去被认为是唯一的神经元疾病，现在被认为是神经元和神经胶质细胞之间的细胞传播疾病。”

（生物通：王英）

生物通推荐原文：
Y. Poitelon, S. Bogni, V. Matafora, G. Della-Flora Nunes, E. Hurley, M. Ghidinelli, B. S. Katzenellenbogen, C. Taveggia, N. Silvestri, A. Bachi, A. Sannino, L. Wrabetz, M. L. Feltri. Spatial mapping of juxtacrine axo-glial interactions identifies novel molecules in peripheral myelination. Nature Communications, 2015; 6: 8303 DOI: 10.1038/ncomms9303