长期以来被认为在大脑功能中扮演次要角色的细胞建立了自己的远距离连接，一项新的小鼠研究表明。这些通路似乎以以前未被绘制的方式连接远距离区域。
专家通常将大脑描述为神经细胞（神经元）的网络，这些神经元相互发送信号来传递信息。这些神经元由另一种脑细胞——星形胶质细胞维持，星形胶质细胞负责运输营养物质并清除废物。
由纽约大学朗格尼医学中心(NYU Langone Health)研究人员领导的这项研究表明，与神经元类似，星形胶质细胞也形成有组织的网络，使它们能够与大脑中其他特定的星形胶质细胞进行通信，而不仅仅是发送局部的、一般的信号。在某些情况下，这些通路连接了神经元尚未连接的区域。
一个多世纪以来，神经科学家一直认为神经元是大脑中的主要角色。然而，我们的研究结果表明，通常被视为仅仅是支持细胞的星形胶质细胞，也在运行自己的广泛信号通路，为大脑区域如何保持连接增加了另一层机制。
梅丽莎·库珀博士（Melissa Cooper, PhD），研究主要作者
在之前的研究中，库珀博士报告说，在青光眼（一种视觉神经退行性疾病）的小鼠模型中，星形胶质细胞可以将资源从健康神经元周围的星形胶质细胞重新分配到受损神经元。然而，研究团队无法确定这种支持细胞网络是否扩展到整个大脑。
纽约大学格罗斯曼医学院神经科学系博士后研究员库珀博士表示，这项最新研究首次绘制了星形胶质细胞构建的活跃、全脑范围的通信网络，并表明这些通路具有高度特异性。
这项发表于4月22日《自然》杂志的研究成果依赖于一种定制的追踪工具，使研究团队能够以前所未有的细节水平追踪这些细胞的连接。
在研究中，研究人员使用一种无害病毒将"网络追踪器"递送到实验室小鼠大脑选定区域的星形胶质细胞中。当这些小分子通过被称为缝隙连接的微小通道（连接一个星形胶质细胞到另一个）时，这些追踪器会标记它们，使研究团队能够看到哪些细胞属于同一信号通路。
然后，科学家们使小鼠的大脑变得透明，并使用专门的显微镜捕捉每个标记的星形胶质细胞的三维图像。通过对数百只小鼠进行这一操作，他们能够绘制出跨越大脑区域的星形胶质细胞网络。这种追踪工具和大脑清除方法设计得相对低成本且易于复制，因此其他实验室可以使用它们来研究许多脑部疾病中的网络。
在研究的另一部分，团队评估了经过基因改造、星形胶质细胞缺乏缝隙连接的小鼠。通信网络基本上消失了，这表明这些通路是活跃的，并依赖于这些物理桥梁。
"通过挑战我们对大脑如何进行远距离通信的理解，我们的研究结果可能为大脑如何发育、老化以及在阿尔茨海默病和帕金森病等条件下如何表现提供新的见解，"研究共同资深作者肖恩·A·利德尔博士（Shane A. Liddelow, PhD）表示。利德尔博士是纽约大学格罗斯曼医学院神经科学和眼科系的副教授。
另一个关键发现是星形胶质细胞网络是动态的。当研究团队修剪了小鼠面部一侧的胡须后，处理胡须触觉的区域的一条通路变小并与不同的星形胶质细胞伙伴重新连接。
"星形胶质细胞网络在感觉信号丢失后缩小并重新路由，这一事实表明它们可能由经验塑造，"研究共同资深作者摩西·V·赵博士（Moses V. Chao, PhD）表示。"这也引发了这样一种可能性，即我们每个人都有某种独特的连接模式，这些模式是由我们大脑所学习和经历的事情塑造的，"赵博士补充道。他是纽约大学格罗斯曼医学院细胞生物学、神经科学和精神病学系的教授。
赵博士表示，作者计划研究哪些分子通过这些网络移动，并将他们的追踪工具应用于脑部疾病模型。他们还希望研究这些网络在发育和老化过程中如何变化。
利德尔博士强调，虽然缝隙连接和星形胶质细胞存在于人类中，但尚不清楚这些网络是否以与小鼠相同的方式连接相同的区域。
该研究由美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）的以下资助支持：R01EY033353、U19NS107616、P30AG066512、P30CA016087、T32MH019524、K99NS139313和K00AG068343。此外，治愈阿尔茨海默病基金会（Cure Alzheimer's Fund）、纽约科学院（New York Academy of Sciences）的莱昂·列维神经科学奖学金（Leon Levy Scholarships in Neuroscience）、皮尤慈善信托基金会（Pew Charitable Trusts）博士后奖学金、西蒙斯基金会（Simons Foundation）SURFiN奖学金、贝尔弗神经退行性疾病联盟（Belfer Neurodegeneration Consortium）、卡罗尔和吉恩·路德维希家庭基金会（Carol and Gene Ludwig Family Foundation）以及瑞士国家科学基金会（Swiss National Science Foundation）也为该研究提供了资金支持。
利德尔博士在AstronauTx Ltd.（一家研究阿尔茨海默病可能治疗靶点的公司）和Synapticure（一家为阿尔茨海默病、痴呆和其他神经系统疾病患者提供护理的远程医疗公司）持有财务权益。他还是全球生物可及性基金（Global BioAccess Fund）的科学顾问委员会成员。这些活动均与当前研究无关。这些关系的条款和条件由纽约大学朗格尼医学中心根据其政策和程序进行管理。
除库珀博士、利德尔博士和赵博士外，参与该研究的其他纽约大学朗格尼医学中心研究人员还包括玛丽亚·克拉拉·塞勒斯博士（Maria Clara Selles, PhD）、迈克尔·卡默（Michael Cammer, MFA, MAT）、霍莉·吉尔迪亚博士（Holly Gildea, PhD）、约瑟夫·萨尔（Joseph Sall）和凯特琳·奇乌里（Katelyn Chiurri）。其他研究合作调查员包括加利福尼亚州尔湾市Translucence Biosystems公司的蔡斯·雷德（Chase Redd）、张菲利普博士（Philip Cheung, MD）和达米安·惠勒博士（Damian Wheeler, PhD）；以及瑞士苏黎世大学的艾曼·萨布博士（Aiman Saab, PhD）。
来源：
纽约大学朗格尼医学中心
期刊参考：
库珀, M. L., 等. (2026). 星形胶质细胞通过可塑性网络连接特定大脑区域. 《自然》. DOI: 10.1038/s41586-026-10426-6
分类：细胞生物学 | 医学科学新闻 | 医学研究新闻
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