只使用“酶”即可改变脑细胞之间的交流方式

一项新的研究表明，通过酶的手段，在体外和体内都有可能改变神经元之间突触的身份。研究结果对治疗由突触信息处理和交换异常引起的脑疾病具有重要意义。

　　

   

   

从左：布法罗大学的Nicole Wong和Matthew Xu-Friedman，以及CSU生物化学和分子生物学系的助理教授Soham Chanda

当你读这句话的时候，你大脑里的细胞，叫做神经元，正在彼此之间发送快速的电信号，传递信息。它们是通过微小的，特殊的连接在它们之间，被称为突触。

在神经元之间形成的突触有许多不同类型，包括“兴奋性”或“抑制性”，而这些结构产生的确切机制仍不清楚。科罗拉多州立大学(Colorado State University)生物化学实验室发现，突触释放的化学物质类型最终决定了神经元之间形成的突触类型。

生物化学和分子生物学系助理教授Soham Chanda领导的这项研究发表在《Nature Communications 》杂志上，该研究证明了通过酶的方法在体外和体内改变神经元之间突触身份的可能性。其他对该项目做出贡献的资深科学家是斯坦福大学的Thomas Südhof和布法罗大学的Matthew Xu-Friedman。

在实验室里，Chanda和他的同事们只使用酶，通过让神经元表达诱导突触机制级联变化的少数基因，就能在兴奋型和抑制性突触之间做出改变。这一突破可能对治疗由突触信息处理和交换故障引起的脑疾病产生重大影响。

Chanda说:“我们对人类大脑如何运作知之甚少，而最重要的是，我们需要了解神经元是如何相互交流的。了解突触形成和维持的基本机制对理解大脑疾病有着巨大的意义。”

他们的结果表明，在突触连接区表达的细胞粘附蛋白并不是像一些人认为的那样，是突触功能的唯一提供者;相反，从突触前部位(信息的来源)释放的一种叫做神经递质的化学物质，似乎也在控制哪种类型的突触和在哪里形成方面发挥着重要作用。

CSU团队使用干细胞衍生的人类神经元来证明他们通过控制特定神经递质的释放产生特定类型的突触连接的能力。布法罗大学的合作者们在活鼠的大脑中展示了同样的现象。

“突触需要很多其他机制;神经元负责所有这些，并将兴奋性突触变成抑制性突触——这是它们身份的根本变化，”Xu-Friedman说。

Chanda对神经元非常着迷，“因为人体中没有其他类型的细胞具有与它们的形状和结构如此紧密地联系在一起的同等程度的功能复杂性。”

进行大部分实验的是CSU的学生Scott Burlingham和Lindsay Peterkin，以及布法罗大学的Nicole Wong。

Induction of synapse formation by de novo neurotransmitter synthesis