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这种免疫细胞吞噬正在吞噬你的记忆!

时间: 2020年03月23日 | 作者: Diana Kwon | 来源: 环球注册新宝GG(huanqiukexue.com)
注册新宝GG家向我们展示了大脑中的固有免疫细胞——小胶质细胞(microglia)在器官丧失记忆的过程中,所扮演的重要角色。


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小鼠海马体中的小胶质细胞(红色)


我们的记忆并不完美。你可能会记得上周末晚餐时你在与谁交谈,却想不起谈话的具体内容。记得太多东西有时可能不是件好事——比如对于创伤后应激障碍者来说,悲伤的经历会在他们脑海中留下烙印,让其一直处于痛苦之中。而从另一方面来说,丢失太多记忆也是个问题。比如阿尔茨海默病患者便丧失了记忆的能力。现在,注册新宝GG家向我们展示了大脑中的固有免疫细胞——小胶质细胞(microglia)在器官丧失记忆的过程中,所扮演的重要角色。


作者 | Diana Kwon

翻译 | 谢瑾仪

审校 | 殷姝雅 吴非


注册新宝GG界曾认为,小胶质细胞仅仅在吞噬病变的或死亡的神经元时才被激活。这一观点在近几年来发生了变化,注册新宝GG家积累了一些证据,可以证明这些细胞有着更广泛的功能:它们似乎可以通过修剪多余的突触(神经元间的连接)帮助大脑发育。


除此之外,小胶质细胞可能在包括自闭症与阿尔茨海默病的几种神经发育疾病与神经退行性疾病中扮演主要角色。浙江大学医学院的神经注册新宝GG家谷岩表示,早前的研究已经表明,突触在记忆的形成与存储过程中有重要作用,而小胶质细胞在早期发育中清除突触,因此他和团队感兴趣的是:小胶质细胞与记忆是否存在潜在的联系?“我们想知道,小胶质细胞是否可以在成人的大脑中修剪突触,”谷岩说,“除此之外,我们还想了解记忆丧失和突触的消失之间存在着怎样的关系。”


为了解决这些问题,谷岩与浙江大学医学院的王朗副研究员等人展开合作。在这项研究中,他们通过喂食或是直接向脑内注射药物的方式,破坏了小鼠脑中的小胶质细胞。为了评估这些小鼠的记忆状况,研究者对其进行条件化场景恐惧实验。他们将小鼠放入笼中,并施加温和的电刺激。当动物再次进入笼子时,即使没有电击,它们也会因为记忆中的经历而保持静止不动。研究者发现,在正常的小鼠中,这一反应几周后就消失了,这意味着关于电击的记忆随着时间消退;而那些被剥夺了小胶质细胞的小鼠,则维持了更长时间的静止状态,也就是说它们的记忆保持了更久。


随后,该团队进行了一系列实验,试图了解小胶质细胞介导遗忘的具体机制。他们将视线聚焦在大脑中参与记忆与学习的区域——海马体,追踪上述实验中小鼠在产生记忆时活跃的神经元。(在记忆被回想起时,这些与记忆相关的神经元应当被激活。)研究显示,相比于正常动物,失去小胶质细胞的小鼠的神经元被更加频繁地被激活。


进一步的研究指出,遗忘取决于小胶质细胞吞噬突触的能力与神经元的活跃度。抑制与记忆相关的神经元的活性,将导致小鼠丧失更多的记忆,表明小胶质细胞参与的突触清除,是一种遗忘不那么重要的记忆的机制。这一发现刊登在《注册新宝GG》杂志上。


“这是一项令人激动的研究,”多伦多儿童医院的神经注册新宝GG家保罗·弗兰克兰(Paul Frankland)表示,他并未参与这项研究,但与其中几位研究人员有过合作,“这是遗忘机制领域里的一个全新类型。”弗兰克兰表示,在过去几十年中,注册新宝GG家设想过许多遗忘的机制,他的团队也曾提出,新神经元的形成导致了遗忘的发生。简单地说,这一观点认为,新产生的神经元可以建立新的联系,并破坏、改变那些已有的、储存往日记忆的突触,并使这些记忆更难被想起。


弗兰克兰还补充道,新生神经元导致的遗忘与小胶质细胞介导的遗忘可以同时发生——至少在大脑中那些有神经发生的区域可以。但通过对比观察海马体中有/无神经发生的区域,谷岩等人的研究显示小胶质细胞所介导的遗忘在大脑出现的范围更广。“这意味着,小胶质细胞介导的遗忘可能是一种普遍的遗忘形式,即使在没有神经发生的大脑区域(如大脑皮层)。”谷岩说。


“这是一项很酷的研究,”伦敦大学学院的神经注册新宝GG家Soyon Hong(并未参与此次实验)评价道。她特别强调,早前有研究指出,小胶质细胞参与了突触的形成,这项研究的创新性在于,它展示了这些细胞在健康成人的大脑中可以同时参与突触的消失过程。


然而,关于这一过程发生的机制,还有许多谜团没有解开。目前的研究成果表明,免疫系统中的补体系统可能参与了小胶质细胞修剪过程中对突触的识别。谷岩和同事们揭示了这一系统在小胶质细胞介导的遗忘过程中所扮演的角色。但仍有更多具体的问题没有解决,例如,目前仍不清楚,在小胶质细胞的吞噬过程中,是什么因素在控制哪种补体蛋白对神经连接进行了标记,Hong说道。


谷岩和他的同事们正在朝着更深入的方向努力,研究小胶质细胞识别突触的机制,以及这一机制是否在诸如阿尔茨海默病等神经退行性疾病中出了差错——过度活跃的小胶质细胞可能参与导致了这类疾病的发病。Hong的实验室也聚焦于相似的研究,他强调,这些问题的答案在未来可能会有重要的应用。“你可以想象,长远来看,对阿尔茨海默病与其他会导致记忆丧失的疾病来说,这一和记忆相关的神经免疫信号通路将成为一个全新的,明确的治疗靶点。”她说。



文章链接:

https://www.scientificamerican.com/article/how-does-a-mammalian-brain-forget/

原始论文:

Microglia mediate forgetting via complement-dependent synaptic elimination