当神经连接的可塑性*大化并且大脑的发育逐渐开始适应环境时,神经元发育的关键阶段处于生命的有限阶段。比萨高师学校和耶拿莱布尼兹衰老研究所(FLI)的研究人员发现了小microRNA(miR-29)在这些依赖于学习的可塑步骤中的作用。研究表明,年轻小鼠中miR-29水平的早期升高可阻止皮质可塑性,而成年动物中miR-29的阻断可在早期诱导经典可塑性。以上结果表明,miR-29是年龄依赖性的发育可塑性调节剂。
“在敏感的发育阶段,视觉皮层的神经网络*大程度地适应了视觉刺激,可以识别大脑可塑性的关键调节剂,”这项研究在EMBO报告期刊SNS上找到。它发表于Alessandro Cellerino教授。说。这项研究的作者是耶拿·弗莱(Jena FLI)的团队负责人,佛罗伦萨大学的托马索·皮佐鲁索(Tommaso Pizzorusso)教授以及比萨的NRC神经科学研究所。
Cellerino教授解释说: “视觉皮层回路是可以实现视觉的视觉系统的一部分。它在早期显示出很强的可塑性,然后通过分子制动使其稳定,限制了后关键环节,但从发育到成年。在过渡到该阶段期间,尚不清楚调节这些因子表达的潜在机制。
为了确定调节视皮层产后发育的因素,研究团队研究了小鼠视皮层。他们分析了发育中的miRNA/RNA数据集,并在不同时间进行了比较:P10,即出生后第10天,即睁眼和敏感期开始前的第10天,小鼠皮层功能正常。
他们的结果表明,microRNA家族miR-29是视皮层发育可塑性的年龄依赖性调节剂。FLI/ SNS的Cellerino教授说:“ miR- 29a增加30倍,是敏感时期表达*多的miRNA。”在鱼类,小鼠和人类中,miR-29家族的调控非常保守。此外,miR-29调节的靶标中有一半以上随着年龄而下调,包括脑可塑性的主要调节剂。这表明miR-29a是下游开发的重要调控因子。进一步的分析表明,年轻小鼠中miR-29a浓度的过早升高阻止了主要的可塑性,并导致了早期的神经网络(PPN)出现。 PPN是中枢神经系统的特殊结构,与成人大脑的突触稳定有关。在发育中的大脑和成年大脑中,它们在破坏可塑性和维持神经细胞之间现有的连接方面都起着重要作用。此外,研究人员发现,在成年动物体内阻断miR-29a可逆转miR-29a靶标的发育下调,在敏感阶段具有典型的可塑性生理和分子特征。我们已经证明它可以诱导一种眼球可塑性。总而言之,研究表明,miR-29a是塑性破坏的重要调节剂,可以促进视皮层连接的稳定性。 miR29a是成熟神经网络的重塑剂的观察结果为miR-29a和其他miR-29家庭成员打开了在衰老和脑损伤再生期间促进大脑可塑性的新的有希望的治疗前景。