Only Perception: 血管：使神經細胞生長的吹笛手

2008-04-13

血管：使神經細胞生長的吹笛手

Blood vessels: The pied piper for growing nerve cells
http://www.physorg.com/news127057700.html

April 10, 2008

※ 譯註：指格林童話中的「哈美倫的吹笛手」http://en.wikipedia.org/wiki/The_Pied_Piper_of_Hamelin

Johns Hopkins（約翰霍普金斯）的研究者發現腦中的血管能利用血壓控制蛋白引導面部神經的生長。這項發現，指出遍及全身的血管或許能利用同樣的力量說服（persuasion）許多神經，發表在本週 Nature 上。

"我們很興奮能偶然發現另一種蛋白質家族，那能告訴生長中的神經該往哪長，" David Ginty, Ph.D.，霍普金斯的神經科學教授，同時也是 Howard Hughes（霍華休斯）醫學研究所的研究者。"不過真正有意思的東西是，神經顯然把血管當成路標，以指引它們在數個可能的方向中生長。"

研究團隊研究老鼠體內大約 15,000 個神經細胞，稱為上頸神經節（superior cervical ganglia，SCG，頸上神經節），那延伸了投射（projections），使神經分布於（innervate）頭部各種結構中，包括眼、嘴與唾腺。SCG 位在頸部供應頭部血液之血管（即頸動脈）的 Y 型分歧點中。在生長中的胚胎裡，神經投射自 SCG 長出，並沿著頸動脈的二個分支之一生長；沿著內部頸動脈生長的神經支配了（innervate）眼、嘴與其他頭部結構，而那些沿著外部頸動脈生長的神經則支配唾腺。

為了理解神經細胞如何「選擇」要沿著外部頸動脈生長以支配唾腺，該團隊尋找看來能在外側頸動脈優先開啟，並在內部關閉的頸動脈。Ginty 表示，"它們在這裡只有二種方向可走，而我們想要知道，是否它們（神經）選擇了它們的方向，或著是隨機選擇它們要走的路。"

他們發現有種基因會在外部頸動脈優先表現，這種基因使血壓控制蛋白，endothelin（內皮素），活化。"某些對控管成人心血管系統十分關鍵的東西，也用於指導神經在發展中胚胎的生長，一點都不讓人感到驚訝，" Ginty 說。"基因組有限，而大自然則想出了一種方法將事物一再重複用於無關連的功能上。"

在老鼠胚胎動脈中的進一步檢查證實 endothelin 只在外部頸動脈內發現。為了證實神經細胞投射朝著 endothelin 生長，研究者移除 SGCs 並使每一個緊臨著一個浸泡 endothelin 的有孔小珠生長。在三日後檢查它們，該團隊發現，來自於 SCG 的神經都朝向有孔小珠生長。為了確定 endothelin 在活體動物中引導神經的生長，研究者接著觀察 endothelin 基因被剔除的老鼠。現在可以確信，這些老鼠並沒有神經沿著牠們的外部頸動脈生長。

該團隊接著想知道，是否所有在 SCG 生長的神經都能夠回應 endothelin。所以他們在 SCG 神經中尋找 endothelin 受體，並發現只有 SCG 神經的一組子集合會製造 endothelin 受體，並推斷這些神經因為某種未知原因，已選擇對外部頸動脈所產生的 endothelin 做出回應。

"當這些神經細胞都來自同樣的祖先時，它們如何知道它們要支配那個目標器官？" Ginty 問道。"這就是我們所要進行的下一個研究。"

※ 中醫早已強調血脈與神經之間的關係。

＊ Endothelins are vascular-derived axonal guidance cues for developing sympathetic neurons
http://www.nature.com/nature/journal/v452/n7188/abs/nature06859.html