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利用流式揭秘大脑少突胶质细胞前体吞噬突触的新发现

发布者: niwanmao | 发布时间: 2024-10-15 15:50| 查看数: 271| 评论数: 0|帖子模式

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在大脑的复杂网络中,突触的诞生与消亡是神经发育和可塑性的基石。少突胶质细胞前体(OPCs)在这一过程中扮演着关键角色,它们不仅是未来髓鞘形成细胞的前身,还参与清除不需要的突触,从而精细调控神经网络的连接。尽管科学家们已经认识到OPCs的这一功能,但精确测量它们吞噬突触的能力一直是个挑战。现在,一项新的研究提供了一种创新的方法,让我们能够更清晰地观察和量化这一过程,为我们理解大脑如何自我调整提供了新的线索。

这项研究采用了一种创新的双管齐下的方法来观察OPCs的行为。首先,研究人员利用一种特殊的病毒——腺相关病毒(AAV)——携带一个pH敏感的荧光标记物,这个标记物能够特异性地标记突触。当这些被标记的突触被OPCs吞噬后,由于细胞内部的酸性环境,荧光标记物的颜色会发生变化,从而让研究人员能够追踪突触的命运。基于高置信度共聚焦显微镜检测OPC吞噬情况。

接下来,研究人员采用了流式细胞术这一强大的工具来进行高通量分析。他们从成年小鼠的大脑中分离出OPCs,并通过密度梯度离心法与其他胶质细胞分离。随后,细胞经过两轮染色,一轮针对OPCs特异性的细胞表面标记物,另一轮针对细胞内突触蛋白。通过精心设计的实验流程,研究人员能够收集到大量数据,揭示了OPCs在吞噬突触方面的活跃程度。

研究结果令人兴奋。通过共聚焦显微镜,研究人员观察到OPCs内部有明显的pH敏感突触标记物信号,这表明这些突触正在被OPCs吞噬和降解。而流式细胞术的分析进一步证实了这一点,揭示了大多数OPCs中含有一定量的突触蛋白SYN1,这是突触存在的直接证据。

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在上图中,实验组OPCs中SYN1的MFI显著升高,这一发现强调了OPCs在突触清除中的活跃作用。

更有趣的是,研究人员还观察到OPCs在吞噬突触时表现出异质性,一部分OPCs含有较高水平的SYN1,而另一部分则含有较低水平。这种异质性可能反映了OPCs在不同发育阶段或不同脑区中的不同功能状态,为我们提供了关于大脑如何调整其神经网络的更多线索。

这项研究不仅提供了一种新的技术手段来量化OPCs的突触吞噬作用,而且揭示了OPCs在大脑中的复杂功能。这些结果可能对研究神经发育障碍和神经退行性疾病有重要影响,因为在这些疾病中,突触的异常消除可能起着关键作用。随着技术的进一步改进和应用,我们期待能够更深入地了解OPCs在大脑发育和疾病中的作用,为我们提供了一个全新的视角来观察和理解大脑的自我调整过程。


参考文献:Kahng, J.A., Xavier, A.M., Ferro, A. et al. High-confidence and high-throughput quantification of synapse engulfment by oligodendrocyte precursor cells. Nat Protoc (2024). https://doi.org/10.1038/s41596-024-01048-1

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