“导航员”神经元在嗅觉中扮演着重要的角色

STOWS医学研究所的研究人员已经确定了“导航员”神经元，这些神经元是在负责嗅觉的bob88体育平台登录系统中建立连接的关键。新的研究在于2014年的突破2014年，从家车调查仪Ron Yu，Ph.D，博士学位，它在使用小鼠作为模型系统中显示出嗅布线的关键时期。

嗅觉系统取决于神经连接的复杂网以检测气味。鼻子中的嗅觉感觉神经元通过它们的轴突通知信息到大脑的嗅灯泡进行进一步处理。具有相同受体的神经元伸出或突出其轴突，并连接到脑中的同一点，称为肾小球。这种融合形成了嗅觉图，它是我们遇到的香味的代码书。地图的毛刺接线会影响如何感受到气味。

此前，研究人员认为自嗅觉神经元在动物的整个生命过程中，它们会自我再生和替换，保持着重建正确连接的能力。Yu和他的团队发现事实并非如此。他们使用了一些转基因小鼠系来证明出生后的第一周是解决问题的关键时间窗口。如果在这段时间内错误定位没有得到纠正，细胞仍会再生，但许多细胞会被锁定在错误的轨道上。

在他们2018年10月25日在线发布的后续报告中神经元，研究人员详细介绍了一组嗅觉感觉神经元(或称导航神经元)的意外发现，这些神经元在建立嗅觉地图和纠正错误连接方面发挥着重要作用。

“结果表明，神经连接的地图由一组神经元在危重期间的一组神经元均匀设定。在成人阶段产生的神经元没有这种能力，”第一作者云明吴，博士说。在进行研究时，吴是开放大学的猎犬研究员。

导航神经元的发现是Yu实验室五年研究的高潮，该研究旨在区分早生神经元和后生神经元。因为导航神经元与出生较晚的神经元外观相同，功能也相同，所以科学家们采取了各种创造性的方法，最终确定了它们的位置。

研究人员使用了多种方法和技术来识别这些神经元。在实验室中开发的一种时间遗传追踪方法，让他们可以通过老鼠整个生命周期的基因标记来追踪神经元的寿命。他们构建了一种腺病毒，将基因携带到神经元中，这样他们就可以清楚地标记出从神经元发出的单个轴突。通过结合病毒标记和CLARITY(一种使小鼠脑组织样本透明的技术)，他们获得了进入嗅球的轴突投射的整个轨迹。他们还使用单细胞转录组分析来表征细胞的分子特性和发育过程中基因表达的变化。这些方法结合使用，表明导航神经元不同于其他嗅觉感觉神经元。

研究人员发现，这些神经元经历了一个旺盛的轴突生长阶段，寿命缩短，以及明显的分子特征。通过延长导航神经元的寿命，他们延长了它们的旺盛生长期，并阻止了轴突的汇聚。他们还发现，虽然所有的嗅觉感觉神经都能再生，但只有导航员有能力建立一个聚合地图。当导航神经元在发育早期投射时，它们也有非常不同的轨迹——四处漫游，而不是直接去肾小球。这种行为可以帮助他们纠正不正确的连接，因为他们能够通过取样更大的区域来发现新的连接。

更多地了解导航神经元的驱动机制，以及它们在建立嗅觉地图布线中的作用，可能为嗅觉神经元和其他类型神经系统中的神经元的再生和修复带来希望，比如那些涉及脊髓损伤的神经元。研究如何让后生神经元失去再生能力，并像导航神经元一样正确连接，可能是关键。

“我们知道，当出现创伤相关的嗅觉丧失症时，由于感觉神经元与嗅球的连接被切断，嗅觉就会丧失。当轴突被切断，即使它们再生，如果它们不能正确地重新形成连接，你仍然会失去嗅觉或嗅觉感知发生改变，”Yu说。“如果我们能理解这一涉及早期发育的过程——如果我们能重新开启这一关键时期——我们就有可能让再生轴突在向后投射时找到正确的目标。”这项研究是朝着这个目标迈进的一步。”

除Yu和Wu外，斯托尔斯研究所的其他研究贡献者包括Limei Ma，博士，Kyle Duyck, Carter Long, Andrea Moran, Hayley Scheerer, Jillian black, Allison Peak和Andrew Box。这项研究得到了Stowers科学支持团队的协助，包括计算生物学、细胞术、实验动物服务、显微镜和分子生物学。

该研究由斯托尔斯医学研究所和美国国立卫生研究院耳聋和其他交流障碍研究所资助(award R01DC0bob88体育平台登录16696)。内容仅由作者负责，不一定代表国家卫生研究院的官方观点。

调查结果概要

一组新发现的“导航神经元”可能是理解我们嗅觉背后的神经回路的关键。这项研究建立在2014年斯托尔斯研究员罗恩·于博士实验室的一份突破性报告的基础上，该报告显示了嗅觉线路的一个关键时期。线路上的小故障会影响人们对气味的感知。Yu和他的同事们发现，在老鼠身上有一个短暂的解决问题的窗口期——大约在老鼠出生后一周。

在他们2018年10月25日在线发布的后续报告中神经元，研究人员详细说明了一群人的惊喜发现嗅觉感觉神经元这些神经元在建立嗅觉地图(一种我们所遇到的气味的密码书)中起着至关重要的作用。导航神经元还能纠正会损害嗅觉的错误线路。由于导航神经元与其他神经元看起来相同，功能也相同，斯托尔斯的研究人员创造性地采用了各种方法和技术，其中一些是他们自己开发的，最终确定了它们的位置。了解更多关于导航神经元的知识可以为嗅觉神经元的再生和修复带来希望神经元在其他类型的神经系统中，比如那些涉及到脊髓损伤的神经系统。

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