神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞作為神經(jīng)元,,神經(jīng)系統(tǒng)中真正的原動力的支持物質(zhì)曾一度聲名顯赫。但最近幾年,,研究人員發(fā)現(xiàn),,約占腦細(xì)胞的90%的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞不只是神經(jīng)元的支持物,它們還有更多的作用,。在上周新奧爾良舉行的2003美國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會年會上,,研究人員公布的一個新發(fā)現(xiàn)表明在構(gòu)建突觸允許神經(jīng)元彼此進(jìn)行通訊的接觸點(diǎn),這樣一個至為重要的任務(wù)中,,神經(jīng)膠質(zhì)可能起著主導(dǎo)作用,。
這項(xiàng)研究支持了早先發(fā)現(xiàn)的證據(jù):神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中最大的一種--星形膠質(zhì)細(xì)胞(astrocyte)指導(dǎo)神經(jīng)元形成突觸,并識別刺激大腦中突觸形成的第一個細(xì)胞外信號,。“這相當(dāng)了不起,。”杜克大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Michael Ehlers稱贊道。
研究人員首次發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)細(xì)胞可能是突觸形成的信號來源的線索是在2001年,,當(dāng)時斯坦福大學(xué)的Ben Barres和他的同事報道,實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)大鼠的神經(jīng)元在星形膠質(zhì)細(xì)胞存在時產(chǎn)生更多的突觸,。為尋找有關(guān)的化學(xué)信使,,Barres實(shí)驗(yàn)室的博士后Karen Christopherson 和 Erik Ullian在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)星形膠質(zhì)細(xì)胞,在加入神經(jīng)元之前過濾掉星形膠質(zhì)細(xì)胞的清洗液,。令他們大吃一驚的是,,這些實(shí)驗(yàn)表明刺激突觸形成的化學(xué)物質(zhì)是一個大塊頭分子量超過30萬道爾頓。
分析整理星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的大分子蛋白的文獻(xiàn),,研究小組得到縮減后的候選名單,,進(jìn)一步縮小了搜索范圍。名單上的候選蛋白包括一種叫做thrombospondin的蛋白,,該蛋白有著多種生物學(xué)功能,,但它在神經(jīng)系統(tǒng)中的功能還不十分清楚。研究小組發(fā)現(xiàn),,純化的thrombospondin可模擬星形膠質(zhì)細(xì)胞培養(yǎng)基形成突觸的作用,,他們加進(jìn)去的thrombospondin越多,,形成的突觸也越多。不僅如此,,thrombospondin在發(fā)育大腦中的表達(dá)的時間長短與突觸形成的時間對應(yīng),,因此thrombospondin蛋白有合適的地點(diǎn),合適的時間捕獲神經(jīng)元,。
象thrombospondin這樣的多功能大分子蛋白竟然是突觸形成的基礎(chǔ),,這值得深思,Ehlers說,。“thrombospondin能與各種物質(zhì)結(jié)合,,并調(diào)節(jié)這些物質(zhì)。你可以想象它將各種表面蛋白,、組成突觸等這類結(jié)構(gòu)所需的各種成分匯聚到一起,。”這項(xiàng)研究提出了一個激動人心的可能性:thrombospondin可能還有突觸修正的作用,而這被認(rèn)為是學(xué)習(xí)和記憶能力的基礎(chǔ),,馬里蘭州美國國家衛(wèi)生院的神經(jīng)科學(xué)家Douglas Fields說,。