洛克菲勒大學(xué)的一項新研究表明了解人類大腦的關(guān)鍵可能在于僅一毫米長的線蟲身上。Shai Shaham博士和研究生Elliot Perens利用線蟲來調(diào)查神秘的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。這種細(xì)胞構(gòu)成人類大腦的90%,,并且當(dāng)它們發(fā)生功能障礙時可能導(dǎo)致帕金森癥和精神分裂癥等疾病,。研究的結(jié)果公布在6月的Developmental Cell上。
研究神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞很困難的原因是它們是神經(jīng)元存活所必須的,,即以任何方式干擾它們都會危及生物體的生命安全,。Shaham和Perens證明線蟲是研究神經(jīng)系統(tǒng)中的這些細(xì)胞功能的完美模型系統(tǒng),因為神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞能夠被移植,,并且神經(jīng)元仍然會形成和起作用,。
整個事件開始于30年前發(fā)現(xiàn)的daf-6突變線蟲。有研究表明daf-6線蟲的一種突變與神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育有關(guān),,但是沒有直接調(diào)查這個問題的實(shí)驗,。繼而,這種突變也漸漸被人遺忘了,。
線蟲的頭部有一對神經(jīng)元束,,每個神經(jīng)元束通過頭部的小管延伸。神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞包裹起神經(jīng)元并形成這個管道以保護(hù)神經(jīng)元末梢,。在daf-6突變體中,,神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞無法正常形成這種管,并且神經(jīng)元與外部世界沒有聯(lián)系——這就好像它們的鼻孔被塞住了一樣,,蠕蟲無法感覺氣味和味道,。為了形成一個管,需要添加膜到細(xì)胞表面,。但是為了幫助這個管生長,,還必須確保沒有膜被取走,因此細(xì)胞表面的膜有了一個凈的增加,。
Perens和Shaham認(rèn)為DAF-6蛋白與確保膜不會從表面被拿走有關(guān),。另一種叫做CHE-4的蛋白負(fù)責(zé)添加膜。如果daf-6和che-14基因發(fā)生了突變,,那么不但神經(jīng)膠質(zhì)管無法形成,,而且線蟲構(gòu)成管的所有其他器官(如腸道和腎臟)都會受到破壞。
Perens還觀察到神經(jīng)元在形成管時對向著神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)指令非常重要,。他們推測在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞與神經(jīng)元之間可能進(jìn)行著某種交談,。
有daf-6基因編碼的蛋白質(zhì)與一種叫做patched的基因有關(guān)。而patched編碼一種受體蛋白,,而且這種基因在成神經(jīng)管細(xì)胞瘤中是最常見的突變基因,。Perens打算進(jìn)一步觀察其他生物體的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞是否也生產(chǎn)DAF-6蛋白以確定它們的作用機(jī)制是否相同(記者楊淑娟)。