斯坦福大学的生物化学家成功地改变了大脑与自身沟通的方式

这一发现可能对因突触信息处理和交换异常而引起的脑部疾病的治疗产生深远的影响。

　　

酶被生化学家用来改变脑细胞之间的相互作用

当你读这句话的时候，你大脑中的神经元正在通过快速发出电信号来相互交流。它们通过突触相互交流，突触是一种微小的特殊连接。

在神经元之间发育的突触种类繁多，包括“兴奋性”和“抑制性”，科学家们仍不确定形成这些结构的具体方法。一个生物化学小组通过证明突触产生的化学物质的类型最终决定了神经元之间产生的突触类型，对这一主题提供了重要的见解。

一组来自科罗拉多州立大学、布法罗大学、斯坦福大学和加州州立大学富勒顿分校的研究人员，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，进行了这项研究。

科罗拉多州立大学生物化学和分子生物学系的助理教授Soham Chanda领导了一项发表在《自然通讯》上的研究，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之间改变突触。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团队利用干细胞衍生的人类神经元，展示了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。”

“Induction of synapse formation by de novo neurotransmitter synthesis” by Scott R. Burlingham, Nicole F. Wong, Lindsay Peterkin, Lily Lubow, Carolina Dos Santos Passos, Orion Benner, Michael Ghebrial, Thomas P. Cast, Matthew A. Xu-Friedman, Thomas C. Südhof, and Soham Chanda, 1 June 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-30756-z