Credit: Pellegrino等人
促性腺激素释放激素(GnRH)是调节人类和其他哺乳动物有性生殖的主要激素
过去的神经科学研究发现,产生促性腺激素释放激素的神经元从鼻子中被称为鼻基板的区域迁移到大脑的前部(即
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前脑)在人类和其他哺乳动物出生之前
然而,这些神经元的功能是在出生后婴儿时期建立的
事实上,在出生后发育的最初阶段,产生GnRH的神经元整合在一个复杂的神经胶质网络中,最终确定了它们的生理功能
里尔大学和欧洲其他研究所的研究人员最近开展了一项研究,旨在调查婴儿时期这些重要神经元整合到复杂网络中的神经机制
他们发表在《自然神经科学》上的论文揭示了一条以前未知的神经通路,通过这条通路,人类和其他哺乳动物的大脑可以控制性成熟的过程
“这项研究是在我还是俄勒冈州国家灵长类动物研究中心塞尔吉奥·奥赫达实验室的博士后研究员时出现的
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)20年前(1999-2002年),”进行这项研究的研究人员之一文森特·普雷沃特告诉医学快报
“当时,星形胶质细胞刚刚成为神经元信息处理的关键伙伴,这一概念是由Dr
十年前的奥赫达
" 在之前的一项研究中,普雷沃特和他的一些同事使用最先进的转基因方法来研究星形胶质细胞到促性腺激素释放激素神经元的通讯过程
他们的发现发表在2003年,表明这些过程在雌性小鼠的性成熟中起着至关重要的作用
“下一个显而易见的问题是确定GnRH神经元的神经胶质环境是如何在出生后发育过程中在下丘脑中建立的,因为众所周知神经元是在胚胎发育过程中出生的,但是星形发生(即
e
,星形胶质细胞的诞生)已被发现在妊娠的最后几天和出生后的头几周出现在其他大脑区域,”与普雷沃共同指导这项研究的阿丽亚娜·谢里夫告诉医学快报
在他们最初的实验中,普雷沃和谢里夫使用了BrdU,这是一种胸腺嘧啶核苷的类似物,当母细胞复制其遗传物质并将其传递给子细胞时,胸腺嘧啶核苷就会整合到新生细胞的DNA中
当他们将这种类似物注射到大鼠幼崽体内时,他们发现在下丘脑(I
e
大脑中产生激素的区域)
研究人员观察到,这些新形成的星形胶质细胞优先与GnRH神经元相关
有趣的是,他们还发现促性腺激素释放激素神经元似乎会吸引附近新生的星形胶质细胞
普雷沃解释说:“通过在注射BrdU两小时后杀死动物来观察细胞的诞生,通过在单次注射BrdU七天后杀死动物来观察新分化的星形胶质细胞的吸引力。”
“虽然GnRH神经元的数量在出生后的生活中没有变化,但在注射BrdU后的第7天,发现与新生细胞相关的GnRH神经元的比例比第2天高得多
" Prevot和Sharif惊讶地发现,只有在幼崽出生后第二周出生的星形胶质细胞通过与GnRH神经元形态上的关联来护送它们进入成年
为了进一步研究这一发现并更好地理解其含义,研究小组必须确定一种策略来抑制GnRH神经元附近新细胞的产生,以便他们能够评估星形胶质细胞的产生对出生后性成熟的影响
谢里夫说:“这不是一项容易的任务,因为婴儿的大脑在不断生长,因此在GnRH神经元附近局部慢性输送抗有丝分裂药物是一个难以实现的目标。”
“由于与制药科学家的合作,我们设计了可以植入幼年大鼠下丘脑的微粒,并且只释放抗有丝分裂药物一周
" Prevot,Sharif和他们的同事设计的微粒可以阻止GnRH神经元附近新星形胶质细胞的形成
因此,通过给小鼠幼崽服用它们,他们可以评估婴儿期星形胶质细胞的产生对性成熟的影响
这些实验的结果产生了非常有趣的结果,因为研究小组发现微粒的给药对雌性大鼠的生育能力和性成熟有显著的影响
“有趣的是,抑制GnRH神经元募集星形胶质细胞的能力所产生的表型与我在Dr
奥赫达的实验室,教授
安妮·西蒙尼——列日大学医院的家长
“教授
Simone-Parent专门研究了雌性大鼠出生后发育过程中内分泌干扰物的影响
" 在接下来的测试中,普雷沃、沙里夫和他们的同事发现用非常低剂量的双酚a(即
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一种合成的有机化合物,通常用于制造聚合物)影响了GnRH神经元募集星形胶质细胞的能力,自然地复制了抗有丝分裂药物的遗传效应
抗有丝分裂药物是用于治疗癌症的药物产品,通过杀死进入分裂(I
e
有丝分裂)
普雷沃特说:“然后,我们使用了额外的最先进的方法来确定GnRH神经元如何与新生细胞交流,以及为什么神经胶质护送对GnRH神经元很重要。”
关于后一点,使用荧光标记来可视化蛋白质和电生理学(I
e
监测促性腺激素释放激素神经元的电活动)我们可以确定,这是促性腺激素释放激素神经元整合到神经元网络中的关键,这些神经元网络用于使生殖功能适应身体稳态和环境约束
" 这组研究人员最近进行的研究可能会对未来的研究产生重要影响,因为它清楚地表明,产生GnRH的神经元在出生后发育的最初阶段创造了自己的神经胶质环境
它还强调了削弱他们这样做的能力,例如通过注射破坏其自然过程的物质,会如何影响出生后的发育,从而带来潜在的严重和长期的健康后果
谢里夫和普雷沃特补充说:“我们现在计划进行进一步的研究,旨在确定内分泌干扰物作用于神经胶质细胞的确切机制,以防止它们停靠在需要它们的神经元上(在形态和功能上与之相关联)。”
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