研究发现，催产素推动成年神经元神经连接的发展

新的研究表明，大脑中产生的一种短蛋白质催产素，推动了帮助新神经元在成人大脑中建立连接的过程，直接促进了适应性和电路可塑性。

　　

学习一项新任务，掌握一种乐器，或者能够适应不断变化的环境，这些都是可能的，这要归功于大脑的可塑性，或者它能够通过重新安排现有的神经网络并形成新的神经网络来调整自己，以获得新的功能特性。这也有助于神经回路保持健康、强健和稳定。

为了更好地理解大脑的可塑性，贝勒医学院和德克萨斯儿童医院的一组研究人员使用小鼠模型来研究脑细胞如何与成人大脑中新生的神经元建立连接。他们的研究结果发表在《基因与发育》杂志上，不仅扩大了我们对大脑可塑性的理解，而且为未来治疗某些神经发育障碍和修复受损回路开辟了新的可能性。

“在这项研究中，我们想要确定帮助新神经元在大脑中建立连接的新分子，”通讯作者Benjamin R. Arenkiel博士说，他是贝勒大学和德克萨斯儿童医院邓肯神经学研究所的分子和人类遗传学和神经科学教授。“我们研究了大脑中与嗅觉有关的部分——嗅球。在小鼠中，嗅球是一个高度可塑性的感觉区域，并具有通过不断整合成年神经元来保持可塑性到成年的显著能力。我们发现，大脑中产生的催产素(一种肽或短蛋白质)会推动有助于神经回路可塑性的事件。”

研究人员发现，嗅球中的催产素水平增加，在新神经元融入神经网络时达到峰值。通过病毒标记、共聚焦显微镜和细胞类型特异性RNA测序，研究小组发现催产素触发了一个信号通路——细胞内的一系列分子事件——促进突触的成熟，即新整合的成年神经元的连接。当研究人员消除催产素受体时，细胞的突触发育不全，功能受损。

“重要的是，我们发现突触成熟是通过调节细胞的形态发育和一些结构蛋白的表达来实现的，”贝勒大学麦克奈尔学者Arenkiel说。

Arenkiel实验室的研究助理、研究生Brandon T. Pekarek说:“这项研究最令人兴奋的方面是，我们的研究结果表明催产素推动成人大脑中新神经元的发育和突触整合，直接有助于适应性和电路可塑性。”

这一发现与包括人类在内的所有哺乳动物都相关，为改善神经系统疾病开辟了新的可能性。“催产素通常存在于我们的大脑中，所以如果我们知道如何打开、关闭或调动它，我们就可以通过促进未发育的连接或加强新的连接来帮助保持我们的电路连接健康，”Arenkiel说。“我们的研究结果还表明，催产素可以促进新神经元的生长，以修复受损组织。需要进一步的研究来探索这些可能性。”

这项工作得到了麦克奈尔医学研究所的支持，nds资助R01NS078294, AHA资助和NICH资助U54HD083092。

Journal Reference:

1. Brandon T. Pekarek, Mikhail Kochukov, Brittney Lozzi, Timothy Wu, Patrick J. Hunt, Burak Tepe, Elizabeth Hanson Moss, Evelyne K. Tantry, Jessica L. Swanson, Sean W. Dooling, Mayuri Patel, Benjamin D.W. Belfort, Juan M. Romero, Suyang Bao, Matthew C. Hill, Benjamin R. Arenkiel. Oxytocin signaling is necessary for synaptic maturation of adult-born neurons. Genes & Development, 2022; DOI: 10.1101/gad.349930.122