中心体显示在神经元迁移中起重要作用

DZNE 的研究人员解决了神经生物学中的一个重要难题：神经细胞的布线和运动交织在一起，但分别受到控制。

在胚胎阶段发生基因改变的老鼠大脑的显微镜图像。科学家们观察了两组神经元：一组只有一种特殊染料（洋红色），另一组有一种染料，另外一组被用来表达一种特定的肽，阻止中心体形成细胞的微管（黄色）。第一组（洋红色）的神经元正常到达大脑的特定部位，但第二组（黄色）的神经元没有正确迁移到大脑的那个部位。然而，他们仍然能够像第一组一样在细胞之间形成连接。

该研究的重点是神经元的生长和迁移：随着神经细胞的形成，它们连接大脑以实现与其他神经细胞的交流。其中一根线，即轴突，变长了；这些电线是神经元网络的基础。同时，神经细胞迁移到大脑的特定位置，即皮质。

值得注意的是，这些动态过程是单独控制的：即使在神经细胞已经找到其最终位置后， 轴突仍继续生长以与其目标细胞连接。

“我们发现中心体——一种驱动细胞分裂的细胞器——调节神经细胞迁移；然而，对于轴突的形成和生长，它不起作用，”Stanislav Vinopal 博士和 Sebastian Dupraz 博士说。德国神经退行性疾病中心 (DZNE) 说。他们是该研究的第一作者，该研究现在出现在Neuron中。

到目前为止，专家们一直在争论中心体的作用。生长和迁移的过程是由细胞的动态骨架（细胞骨架）实现的。细胞骨架包含称为微管的微管。它们也构成轴突的骨干。微管可由中心体产生。凭借他们的研究成果，来自 Frank Bradke 博士教授小组的参与研究人员解决了神经生物学领域的一个核心难题，科学界多年来一直试图解答这个难题。

轴突的生长与其迁移运动的控制无关，这是一个意想不到的结果：“这两种行为同时发生，并且都依赖于微管。而且，它们仍然是相互独立控制的，”Stanislav Vinopal 说在为 DZNE 工作后，他现在在捷克共和国拉贝河畔乌斯季的 Jan Evangelista Purkyne 大学进行研究。

为了他们的研究，研究人员开发了新的分子工具。“这些分子工具使我们能够精细地控制中心体产生微管的功能，”Sebastian Dupraz 解释说。这样，它的活动可以减少或增加。

科学家们在小鼠大脑中表明，轴突的形成独立于中心体活动。然而，神经元迁移受到显着影响。“一种不同的机制显然负责轴突的生长，即所谓的微管的中心体形成，”Dupraz 总结道。“这将成为我们未来研究的主题。”

通过他们的工作，科学家们现在可以将两个以前相互矛盾的理论联系起来：有人支持中心体在神经元发育中起重要作用的理论，也有人反对它。“在我们的研究中，我们解开了同时发生在神经元中的两种机制，”Stanislav Vinopal 说。“对于轴突本身的生长，我们发现中心体不是必需的。然而，对于神经元迁移过程，它起着重要作用。”

DZNE 科学家的发现可能有助于开发针对某些遗传性疾病的分子疗法，例如所谓的发育性巨脑回，这些疾病与中心体蛋白γ-微管蛋白的突变有关。同样在这些疾病表型中，轴突大多完好无损，而神经元迁移受损。“据推测，这些疾病背后的分子机制相同，因此未来的治疗可能会集中在这一点上，”DZNE 研究人员说。