Nature子刊講述神經元的秘密生活

　　人體的神經連接并不是一成不變的，神經細胞為了執行特定功能，往往需要對軸突進行修剪。軸突是神經元起作用的一端，負責將沖動傳遞到組織或其他神經元。神經元采用一類特殊的分子來切斷軸突，如果這類分子沒有受到正確控制，就會導致整個細胞的死亡。

　　神經元是如何啟動軸突自毀，并同時確保自毀機制不影響細胞的其他部分呢?科學家們一直對此感到頗為好奇。日前，北卡羅來納大學醫學院的研究人員揭示了軸突修剪過程的分子機制，文章發表在Nature旗下的Nature Communications雜志上。這項研究也為一些神經學疾病研究帶來了重要線索。

　　“人們認為，異常的軸突修剪是一些神經發育疾病的病因，例如神經分裂癥和孤獨癥，”文章的資深作者Mohanish Deshmukh教授說。“而我們這項研究展示了，神經元對軸突修剪的調解機制。”

　　軸突修剪是正常發育過程的一部分，在學習和記憶中也具有關鍵作用。此外，細胞凋亡(整個細胞的程序性死亡)也很重要，機體需要通過凋亡來剔除破損或未正確定位的神經元。如果上述兩種程序調控失當，都會引發疾病。

　　研究團隊將小鼠神經元放在被稱為微流體小室的特殊設備中，以便分別操縱軸突和細胞體周圍的環境，誘導軸突修剪或細胞凋亡。他們發現，在凋亡和軸突修剪時神經細胞使用同樣的分子——Caspases，只不過這些分子的作用路徑不同。

　　“人們曾經認為，軸突修剪和凋亡的機制是一樣的，但我們發現事實并非如此，”Deshmukh說。“在兩種過程中，神經元使用同樣的一類分子，但其作用路徑并不相同。在此基礎上神經元可以明確，何時應進行軸突修剪，何時應進入凋亡。”

　　研究顯示，神經元的凋亡機制需要用到活化劑Apaf-1。而Apaf-1并不參與軸突的修剪。“這令我們感到非常驚訝，”Deshmukh說。“Caspases能夠在無Apaf-1的情況下激活，此前基本上沒有這樣的先例。我們并不知道它們還存在另一種激活機制。”

　　此外研究團隊還發現，神經元應用其他一些分子作為安全閘，來保證死亡信號僅限于軸突中。“有這樣的安全閘，可以避免死亡信號傳遞到細胞體的其他部分，”Deshmukh說。“很明顯，去除一個這樣的安全閘，會使神經元變得更為脆弱。”

　　研究人員指出，這一發現有助于人們進一步理解，在發育等過程中神經細胞的自我調節機制。對這些基礎過程了解得越多，就越能幫助我們解析一些神經學疾病的致病機制。