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研究揭示大腦彈性的決定機(jī)制

更新時(shí)間:2021-01-06  |  點(diǎn)擊率:762

神經(jīng)元的發(fā)育關(guān)鍵時(shí)期存在于生命中的有限階段,在此期間神經(jīng)連接的可塑性達(dá)到大,大腦的發(fā)育開(kāi)始慢慢適應(yīng)環(huán)境。比薩高等師范學(xué)校和耶拿萊布尼茲老齡研究所(FLI)的研究人員發(fā)現(xiàn),在這些依賴(lài)于學(xué)習(xí)的可塑性階段中,小microRNA(miR-29)的作用。研究發(fā)現(xiàn),幼鼠中miR-29濃度過(guò)早升高會(huì)阻止皮質(zhì)可塑性,而成年動(dòng)物中miR-29的阻斷會(huì)誘導(dǎo)年輕階段的經(jīng)典可塑性。上述結(jié)果表明表明miR-29是年齡依賴(lài)性的發(fā)育可塑性調(diào)節(jié)劑。

 

“在敏感的發(fā)育階段,視覺(jué)皮層中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在較大程度上適應(yīng)了視覺(jué)刺激。這使我們能夠確定大腦可塑性的重要調(diào)節(jié)劑,”這項(xiàng)研究在EMBO Reports雜志上發(fā)表,SNS的Alessandro Cellerino教授說(shuō)。耶拿FLI的小組負(fù)責(zé)人以及佛羅倫薩大學(xué)和比薩NRC神經(jīng)科學(xué)研究所的Tommaso Pizzorusso教授是該研究的作者。

Cellerino教授解釋說(shuō):“視覺(jué)皮層回路是視覺(jué)系統(tǒng)的一部分,能夠?qū)崿F(xiàn)視覺(jué),在早期生命中就表現(xiàn)出很強(qiáng)的可塑性,后來(lái)通過(guò)分子制動(dòng)來(lái)穩(wěn)定,從而限制了關(guān)鍵時(shí)期后鏈路的過(guò)度適應(yīng)。”然而,在從發(fā)育到成年的過(guò)渡過(guò)程中,協(xié)調(diào)這些因子表達(dá)的潛在機(jī)制仍然未知。

為了確定調(diào)節(jié)視覺(jué)皮層產(chǎn)后發(fā)育的因素,研究小組分析了小鼠視覺(jué)皮層發(fā)育中的miRNA / RNA數(shù)據(jù)集。他們?cè)诓煌臅r(shí)間點(diǎn)進(jìn)行了比較:P10,即出生后第10天以及緊接睜眼和敏感期發(fā)作之前的第10天,以及當(dāng)小鼠皮質(zhì)達(dá)到功能成熟時(shí)的P28。

他們的結(jié)果表明,microRNA家族miR-29是視皮層發(fā)育可塑性的年齡依賴(lài)性調(diào)節(jié)劑。 FLI / SNS的Cellerino教授解釋說(shuō):“ miR-29a增加30倍,是敏感期中表達(dá)的miRNA。”在魚(yú)類(lèi),小鼠和人類(lèi)中,miR-29家族的調(diào)控非常保守。此外,miR-29調(diào)節(jié)的靶標(biāo)中有一半以上隨著年齡而下調(diào),包括腦可塑性的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑。這表明miR-29a是下游發(fā)育過(guò)程的重要調(diào)節(jié)劑。

進(jìn)一步的分析表明,年輕小鼠中miR-29a濃度的過(guò)早升高會(huì)阻止優(yōu)勢(shì)可塑性,并導(dǎo)致早期出現(xiàn)神經(jīng)周?chē)W(wǎng)(PPNs)。 PPN是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的專(zhuān)門(mén)結(jié)構(gòu),負(fù)責(zé)成人大腦中的突觸穩(wěn)定作用。在發(fā)育中的大腦和成年大腦中,它們?cè)谄茐目伤苄院途S持神經(jīng)細(xì)胞之間現(xiàn)有的連接方面都起著至關(guān)重要的作用。

 

 

胎牛血清 在細(xì)胞培養(yǎng)中的作用:

1. 提供對(duì)維持細(xì)胞指數(shù)生長(zhǎng)的激素,基礎(chǔ)培養(yǎng)基中沒(méi)有或量很少的營(yíng)養(yǎng)物,以及主要的低分子營(yíng)養(yǎng)物。

2. 提供結(jié)合蛋白,能識(shí)別維生素、脂類(lèi)、金屬和其他激素等,能結(jié)合或調(diào)節(jié)它們所結(jié)合的物質(zhì)活力。

3. 有些情況下結(jié)合蛋白質(zhì)能與有毒金屬和熱原質(zhì)結(jié)合,起到解毒作用。

4. 是細(xì)胞貼壁、鋪展在塑料培養(yǎng)基質(zhì)上所需因子來(lái)源。

5. 起酸堿度緩沖液作用。

6. 提供蛋白酶抑制劑,使在細(xì)胞傳代時(shí)使剩余胰蛋白酶失活,保護(hù)細(xì)胞不受傷害。

7. 參與細(xì)胞凍存。

在細(xì)胞培養(yǎng)中,胎牛血清加入基礎(chǔ)培養(yǎng)基的濃度大多為5%~20%(常見(jiàn)為10%)的。具體到不同試驗(yàn),應(yīng)依據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo),或細(xì)胞類(lèi)型或基礎(chǔ)培養(yǎng)基的成分來(lái)確定濃度。

胎牛血清應(yīng)在-20℃儲(chǔ)存,運(yùn)輸應(yīng)干冰冷鏈運(yùn)輸,避免反復(fù)凍融,確保血清中因子活性不受影響,保證血清優(yōu)良品質(zhì)。

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