科学家们创造了最详细的突触 3D 图像之一，突触是神经元通过化学信号交换相互通信的重要连接点。这些纳米级模型将帮助科学家更好地了解和研究神经退行性疾病，例如亨廷顿舞蹈症和精神分裂症。
这项新研究发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上，由罗切斯特大学和哥本哈根大学转化神经医学中心联合主任、医学博士史蒂夫·戈德曼 (Steve Goldman) 领导的团队撰写。这些发现代表了一项重大的技术成就，使研究人员能够以以前无法达到的细节水平研究聚集在单个突触处的不同细胞。
“从文献中了解突触的结构是一回事，但亲眼看到单个细胞之间相互作用的精确几何结构又是另一回事，”研究副教授 Abdellatif Benraiss 博士说。转化神经医学中心和该研究的合著者。“测量这些极小环境的能力是一个年轻的领域，并且有可能促进我们对许多突触功能受到干扰的神经退行性和神经精神疾病的理解。”
研究人员使用这项新技术将健康小鼠的大脑与携带导致亨廷顿舞蹈病的突变基因的小鼠进行了比较。戈德曼实验室之前的研究表明，功能失调的星形胶质细胞在这种疾病中起着关键作用。星形胶质细胞是大脑中称为胶质细胞的支持细胞家族的成员，有助于维持突触处适当的化学环境。
研究人员专注于涉及中型多刺运动神经元的突触;这些细胞的逐渐丢失是亨廷顿舞蹈病的标志。研究人员首先必须识别隐藏在聚集在该部位的三个不同细胞的缠结中的突触：来自远处神经元的突触前轴突;它的目标是突触后中型多刺运动神经元;和邻近星形胶质细胞的纤维突起。
为此，研究人员使用病毒为轴突、运动神经元和星形胶质细胞分配单独的荧光标签。然后他们取出大脑，通过多光子显微镜对感兴趣的区域进行成像，并使用一种称为红外烙印的技术，该技术利用激光在脑组织中创建参考点，这使研究人员可以在以后重新定位感兴趣的细胞。
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