研究结果削弱了大小等于神经连接强度的概念

大脑与认知科学系皮考尔教授、该研究的资深作者马克·贝尔(Mark Bear)说:“我们看到了结构与功能之间相关性的分解。”“一个结论是，你不能用脊椎的大小作为突触强度的指标——你可以用大球茎棘来做弱突触。”我们不是唯一提出这个问题的人，但这项研究的新结果非常清楚。”

这项研究的共同领导作者是前实验室成员Aurore Thomazeau和Miquel Bosch。

维度的分解

进行该研究团队通过两种不同的神经受体刺激可塑性(称为mGluR5和NMDAR)在两种不同条件下(正常啮齿动物和工程突变引起的脆性X)。在脆弱X,贝尔斯登的实验室发现蛋白FMRP的缺乏会导致多余的其他蛋白质的合成,导致突触削弱太多在一个叫做海马的脑区,这是一个至关重要的记忆形成。

这项研究的第一个惊奇之处在于，激活mGluR5受体会导致一种被称为长期抑郁(long-term depression, LTD)的衰弱，但在至少一个小时内并没有导致脆性X或对照组小鼠的任何脊椎萎缩。换句话说，被认为是伴随着功能变化的结构变化实际上并没有发生。

在NMDAR的例子中，这两种形式的可塑性确实同时发生，在对照组和脆性X型啮齿动物中都是如此，但在表面之下隐藏着更多的惊喜，进一步分离了功能和结构的可塑性。当研究小组阻断了NMDAR突触中的离子流(也就是电流)时，这只是阻止了突触的减弱，而不是萎缩。为了防止对照组啮齿动物的萎缩，研究人员必须采取不同的措施:直接抑制蛋白质合成，或者抑制一种叫做mTORC1的调节蛋白。

“这对我们来说太不可思议了，”贝尔说。“我们正在积极跟进，以更好地理解这种信号。”

这是“脆弱X”的新机遇

贝尔说，如果这项研究中的几个惊喜是破坏性的，那么另一个可能为治疗脆性X染色体带来新的希望，因为当贝尔的实验室专注于干预mGluR通路来治疗脆性X染色体时，涉及NMDAR的新实验可能揭示出另一种途径。

当研究小组试图通过抑制蛋白质合成或mTORC1(就像他们在对照组中所做的那样)，通过NMDAR来阻止脆性X型啮齿动物的脊柱收缩时，他们发现它不起作用。就好像已经有太多的蛋白质导致了收缩。研究小组甚至能够在对照组中复制这种脆性X染色体现象，首先刺激mGluR5，随后产生过量的蛋白质合成，然后激活NMDAR。

作为对这种神秘和紊乱的肯定，贝尔已经开始将这种推测的可能促进收缩的分子称为“x蛋白”。

“问题是什么是X蛋白，”贝尔说。“有相当有力的证据表明，有一种迅速被转移的X蛋白正在对脆弱的X蛋白造成严重破坏，现在搜寻工作正在进行。”能找到它，我们会非常兴奋。”

除了托马索、博施和贝尔，这篇论文的其他作者还有索非亚·艾萨扬-佩雷斯、斯蒂芬妮·巴恩斯和赫克托·德耶稣-科尔特斯。

Beatriu de Pinos奖学金、FRAXA基金会、玛丽·居里重返社会基金、美国国立卫生研究院和JPB基金会支持这项研究。

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