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825bmw.com:“夜间花园丁“——免疫细胞在睡眠期间修复大脑

2019-10-25 00:05:20生物谷
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核心提示:之前的很多研究表明,睡眠时大脑中会发生很多“美好”的事情:例如学习和记忆得到巩固,代谢废物得以消除。然而, 最近的研究首次表明,大脑中被称为“小胶质细胞”的免疫细胞在我们睡眠时也十分活跃。

  之前的很多研究表明,睡眠时大脑中会发生很多“美好”的事情:例如学习和记忆得到巩固,代谢废物得以消除。然而, 最近的研究首次表明,大脑中被称为“小胶质细胞”的免疫细胞在我们睡眠时也十分活跃。

  相关研究是以小鼠为模型进行的,结果发表在最近的《Nature Neuroscience》杂志上。该研究结果对大脑可塑性,自闭症谱系障碍,精神分裂症和痴呆症等疾病具有重要的影响。

  文章作者,来自罗彻斯特大学医学中心(URMC)德尔蒙特研究所(Del Monte Institute)的教授Ania Majewska说:“人们普遍认为小胶质细胞的动态运动过程不依赖于机体的行为状态,而这项研究则提出了相反的观点,即大脑中调节睡眠和清醒状态的信号还可以作为关闭和打开免疫系统的开关。”

  小胶质细胞通常在在大脑和脊髓上“巡逻”,在发现异常情况后,会迅速采取行动以消除感染或吞噬死亡细胞组织中的碎片。直到最近,Majewska等人表明,这些细胞在大脑可塑性中也起着重要作用。所谓大脑可塑性,是指神经细胞之间复杂的网络和连接在发育过程中进行连接和重新链接的持续不断的过程,该过程对于学习,记忆,认知和运动功能具有重要的影响。

  在以前的研究中,Majewska的实验室已经证明了小胶质细胞与神经元突触相互作用的机制。小胶质细胞有助于维持神经细胞之间的突触连接的正常状态与功能。

  当前的研究还指出了去甲肾上腺素在该过程中的作用。去甲肾上腺素是一种在中枢神经系统中产生压力信号的神经递质。我们睡觉时大脑中的这种化学物质含量很低,但是当其含量增加时,会唤醒我们的神经细胞,使我们醒来并变得对周围环境敏感。研究表明,去甲肾上腺素作用于名为β2肾上腺素受体的特定分子,而该受体在小胶质细胞中高水平表达。当这种化学物质存在于大脑中时,小胶质细胞会受到影响进而进入一种“冬眠”状态。

  这项研究采用了先进的成像技术,使研究人员能够观察到活体小鼠大脑的活动,该研究表明,当小鼠暴露于高水平的去甲肾上腺素时,小胶质细胞活性下降,无法对局部损伤做出反应,在重新连接大脑网络方面的作用也受到了影响。

  文章第一作者Rianne Stowell博士说:“这项工作表明,睡眠期间神经回路的重塑和损伤的修复可能部分由小胶质细胞与大脑的动态相互作用所介导。总的来说,这项研究还表明,小胶质细胞对调节大脑功能的信号非常敏感,并且小胶质细胞的动力学特征和功能受动物行为状态的调节。”

  这项研究强化了我们对睡眠与大脑健康之间的重要关系的认知,并且可以帮助解释睡眠障碍与阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等神经退行性疾病发作之间已建立的关系。

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