神经细胞电压检测可能会导致神经系统疾病的新疗法

神经元可以适应身体的变化，但除非有致命的伤害，否则它们永远不会停止工作。然而，神经元保持正常运作和正常运作的信号长期以来一直是个谜。

现在，密苏里大学(MU)的研究人员表示，他们发现神经元自身的电信号或电压可以指示神经元是否正常运作。如果不存在这样的电压，科学家们说一切都“不合时宜”。

“我们的身体没有中央控制系统来告诉单个神经元它们正常运作，因此神经元依靠自己的电信号来跟踪，”MU学院生物科学教授David Schulz博士说。科学。“如果没有那个电信号，细胞就无法判断它是否在正确的轨道上，这可能导致最终导致痉挛和癫痫等问题的变化。对于患有多种神经系统疾病(如多发性硬化，癫痫和脊髓损伤)的人来说，这一发现可能会影响他们如何治疗，以帮助减少或消除这些症状。“

MU团队的研究(“ 膜电压是影响神经元中相关离子通道表达的直接反馈信号 ”)，出现在当前生物学中，建立在Schulz实验室先前的研究基础之上，涉及检查螃蟹中的神经元。研究人员完全关闭了螃蟹的神经系统，并将神经元从正常的连接，活动和化学环境中分离出来。然后，他们人为地增强了神经元的现实。

“膜中存在的离子通道的数量和类型决定了每个神经元的电生理功能。在许多物种中，神经元的刻板输出通常持续多年，并且离子通道失调可以改变这些特性以引起严重的神经障碍。因此，一个基本问题是神经元如何协调通道表达以在很长的时间尺度内维持它们的发射模式。一项主要假设声称神经元通过将膜电压与离子通道之间的表达关系联系起来的机制来稳态调节其正在进行的活动，“研究人员写道。

然而，实验性地建立这种反馈环以控制表达关系一直是一个挑战：旨在测试电压反馈的操作总是会破坏突触传递和神经调节的营养信号，除了活动。

此外，神经元活动通常严重依赖于这些化学介质，模糊了膜本身的电压活性对形成确定神经元输出的通道关系的贡献。

“为了解决这个问题，我们在甲壳类动物中分离出一个可识别的神经元，然后保持这种神经元沉默或使用长期电压钳协议来人工维持活动。我们发现生理电压活动 - 独立于所有已知形式的突触和神经调节反馈 - 维持大多数通道mRNA关系，而代谢型影响可能起相对较小的作用。因此，维持神经元身份可能需要的离子通道关系至少部分地通过膜电压的反馈在通道mRNA的水平上被主动和连续地调节。

“我们欺骗了这些孤立的神经元，认为它们通过使用计算机驱动的过程产生正常的电信号来正常运作，”Schulz说。“当我们这样做的时候，这些细胞几乎没有变化，证明细胞认为它是'照常营业'。” 这就像在等待电源恢复时断电时提供人工发电机。“

该研究结果可为未来脊髓损伤，MS和癫痫患者的研究提供信息。虽然脊髓损伤尚未治愈，但研究人员认为，这一发现可以为医生提供一种方法，让神经元认为身体仍能正常运作。这将允许在损伤后发生一定程度的正常神经功能，并且受影响的神经可以在损伤之上重新加入健康的神经。