建立大脑网络的关键“胶水”蛋白

杜克大学和北卡罗来纳大学的科学家们的一项新研究发现了一种关键的蛋白质，当星形胶质细胞在大脑中建立突触时，它参与了它们之间的沟通和协调。没有这种叫做hepaCAM的分子，星形胶质细胞就没有应有的粘性，它们倾向于自己粘在一起，而不是与其他星形胶质细胞形成连接。

　　

大脑的神经元往往得到了大部分的科学关注，但它们周围的一组细胞被称为星形胶质细胞(字面意思是星形细胞)，越来越被认为是引导大脑合理组织的关键角色。

具体来说，占人类大脑一半体积的星形胶质细胞似乎引导着突触的形成，突触是神经元之间的连接，在我们学习和记忆的过程中形成和重塑。

杜克大学和北卡罗来纳大学的科学家们的一项新研究发现，在星形胶质细胞建立突触时，一种关键的蛋白质参与了它们之间的沟通和协调。没有这种叫做hepaCAM的分子，星形胶质细胞就没有应有的粘性，它们倾向于自己粘在一起，而不是与其他星形胶质细胞形成连接。

这一发现是在将hepaCAM基因从小鼠的星形胶质细胞中去除的研究中发现的，是努力了解几种大脑疾病的重要线索，包括认知能力下降、癫痫和自闭症谱系障碍。这项研究发表在6月24日的《Neuron》杂志上。

一种叫做巨脑性白质脑病(MLC)的罕见疾病也被认为是由hepaCAM基因的突变引起的，这项工作可能会提供问题的答案。MLC是一种逐渐恶化的发育障碍，会导致大头症、脑白质肿胀、智力残疾和癫痫。

杜克大学医学院(Duke University School of Medicine)细胞生物学副教授、资深作者Cagla Eroglu说，通过有选择性地从星形胶质细胞中移除hepaCAM，观察它的作用，“我们在某种程度上让细胞变成了内向细胞。它们通常都想伸出手去，但没有hepaCAM，它们开始拥抱自己。”

Eroglu说:“如果星形胶质细胞与它的邻居形成连接，那么你就开始有了一个网络。要制造一个功能性的大脑，你需要一个功能性的星形细胞网络。”

研究人员通过寻找星形胶质细胞中高度活跃且与大脑功能障碍有关的基因，将注意力集中在hepaCAM上。他们与巴塞罗那大学(University of Barcelona)的另一个研究小组合作，研究hepaCAM，但该小组一直在研究这种分子在星形胶质细胞中调节氯信号通道的作用。

杜克大学的研究小组发现，将hepaCAM从星形胶质细胞中移除，会导致突触网络太容易被激活，而不是被很好的抑制。“对抑制性突触的影响是最强的，”第一作者Katie Baldwin说，她最近成为北卡罗来纳大学教堂山分校(University of North Carolina at Chapel Hill)的细胞生物学和生理学助理教授。“你降低了抑制，提高了兴奋，所以这确实可能指向癫痫的机制。”

Baldwin正在计划在UNC新实验室进一步追求这些问题,测试hepaCAM-deficient小鼠是否有学习和记忆的变化,或者它们是否表现出的压力和社会焦虑自闭症谱系障碍的标志。她说，他们可能还会将这种蛋白质的疾病突变版本重新引入生来就没有这种蛋白质的小鼠，看看它有什么影响。

“我们知道hepaCAM在两个星形胶质细胞之间相互作用，但我们不知道它在突触上与什么相互作用，”Baldwin说。“我们不知道它是否会与同样在神经元中发现的hepaCAM相互作用，或者它是否可能是一些我们还不知道的其他蛋白质。”

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HepaCAM Controls Astrocyte Self-Organization and Coupling