美科學家實現神經元軸突精確連接 有助於促進神經修復和新藥的開發

美國麻省理工學院最近開發出一種新方法，能在實驗皿上誘導神經元在精確的位置形成軸突連接。研究人員指出，通過這種方法，在可控制的條件下，能迅速、大規模地篩選新藥，幫助提高老年癡呆患者的認知能力。相關論文發表在10月25日的《自然·通訊》雜誌網站上。

    大腦約有1000億個神經元，每個神經元通過突觸和其它上千個神經元相連，它們釋放神經傳導素把信號傳給其它神經元，實現資訊共用、協調運作、形成記憶等，破壞突觸連接會導致神經紊亂，記憶力下降、自閉症、老年癡呆等。許多科學家認為，加強突觸連接能治療這些病症以及老化導致的腦功能下降。

    目前，實驗室誘導生長的神經元一般只能形成一大堆雜亂無章的連接，很難用於研究。麻
省理工電力工程副教授麥米特·雅尼克(Mehmet Fatih Yanik)和同事設計出一種新方法，讓每個突觸前神經元（將資訊傳遞給突觸的神經元）都生長在實驗皿上的單獨分隔室中，分隔室只有一個微小開口通道與其它分隔室相連。突觸前神經元將長長的軸突從這些通道裡送出來，進入其它分隔室，才能與其它的神經元形成突觸連接。“用這種方式，我們就能誘導突觸在非常精確的位置形成連接。”雅尼克說，一個實驗皿上能培養數十萬個突觸，然後用它們來測試各種潛在的藥物。這種技術還能探測突觸強度的變化，敏感度是現有方法的
10倍。

    研究人員還用這種新技術對HDAC抑制劑（組蛋白去乙醯酶抑制劑）的多種變體進行了測試。HDAC是一種酶，能控制細胞核內DNA纏繞的緊密程度，能使DNA解旋以確定那些基因需要被複製和表達。目前，HDAC抑制劑被用來開發治療老年癡呆及其它神經退行性疾病的藥物。他們的目標是找到一種特殊的HDAC抑制劑，打開能強化突觸連接的基因。經過測試，他們識別出幾種能加強突觸連接的HDAC抑制劑，最好的一種能將連接強度提高300%。

    湯瑪斯·傑弗遜大學神經科學副教授馬修·達瓦對此表示，新技術克服現有突觸生長方法的缺點，為人們研究突觸的形成打開了新的大門。而在未來的研究中，這一系統也能用於檢驗大腦不同腦區的各種神經元之間的連接，比如自閉症患者腦中被損壞的連接。

科技日報 2011/10/28  常麗君

相關連結

• Connecting neurons to fix the brain (MIT)
• Synapse microarray identification of small molecules that enhance synaptogenesis (Nature Communications)