神经元

神经元是一种在中枢神经系统中通过突触特殊连接结构负责电化学通信的细胞。据估计,中枢神经系统包含的神经元数目达到惊人的800 - 1000亿个,这些神经元每分钟可处理数百万比特信息以协调机体适当的刺激反应。这些信息通过一连串的神经元以动作电位或神经脉冲的形式进行传递。然而,这些脉冲可能在突触处被阻断、改变或整合。

形成和结构

神经元起源于胚胎外胚层的中心部分,即神经板,此过程称为神经发生过程。神经母细胞通过基因预定的迁移分化成多种类型的细胞。这些神经元存在于许多不同的位置,有不同的大小和形状,从而决定了不同的功能。它们不一定存在通用的结构,但所有神经元都有一个细胞体,一个轴突,一个轴突末梢和树突。

Neurons

细胞体(或胞体)呈圆形,大小4-100μm,包含细胞核。它扩张突出形成一个细长的茎状结构,称为轴突或突触末梢球,其末端是轴突末梢。细胞体在胞体和轴突的连接处像漏斗一样变窄;此处为轴突丘,大部分动作电位在这里产生。细胞体表面还延伸出树突,它们是神经元的主要接受细胞器。神经元可根据突起的数目从形态上分为三大类:假单极神经元、双极神经元和多极神经元。

神经变性和再生需进出细胞的主动运输,这一功能是由微管蛋白驱动蛋白和动力蛋白实现的。这些机制的失效或神经元形成和丢失之间的不平衡与帕金森症等临床状态有关。另一组与神经细胞损伤有关的重要疾病是机体感染;脊髓灰质炎、狂犬病、单纯疱疹和水痘带状疱疹等病毒感染神经末梢,通过微管蛋白向上迁移至细胞体进入细胞核后繁殖,并破坏神经元。某些病毒,特别是水痘带状疱疹病毒,在细胞体内潜伏,当机体免疫力下降时病毒重新激活,从而导致带状疱疹等疾病状态。

神经元的功能

神经元通过一种涉及神经递质和动作电位的高度复杂机制,充当接收和发送信息的门户。当受到神经递质、激素、药物、光或其他神经元的刺激时,神经元的树突分别通过去极化和复极化产生兴奋性和抑制性突触后电位。然后,这些信息被整合、解码,并通过神经元连接结构以化学或电信号的形式发送。神经元可根据其功能分类为感觉或传入神经元、运动或传出神经元、中间或中继神经元。大脑和脊髓中特定部位的神经元结构因其主要功能而异。

新兴研究

目前,人们正在研究神经元蛋白α-突触核蛋白作为帕金森病预测生物标志物的应用潜力,目前在此方面尚无可用的替代方法。1 在一个类似的突破性领域,近期的一项研究观察到周围神经再生领域取得新进展,华顿氏胶来源的间充质干细胞(WJ-MSC)可转化为雪旺细胞样细胞(WJ-SCLC),该细胞可能在神经损伤或损失相关疾病的治疗中发挥关键作用。2

研究表明,某些特定的神经元细胞蛋白质可用作脑损伤标志物。特别是胶质纤维酸性蛋白(GFAP)和泛素C端水解酶L1(UCH-L1),两者在这方面的应用近期获得了FDA的批准,因为它们在急性颅内病变成像检测上具有较高的敏感性。3

参考文献

1. Fu Y, Jiang C, et al. (2020) Facile Impedimetric Analysis of Neuronal Exosome Markers in Parkinson's Disease Diagnostics. Anal Chem. 92(20):13647-13651. https://pubs.acs.org

2. Choi SJ, Park SY, et al. (2021) Mesenchymal Stem Cells Derived from Wharton's Jelly Can Differentiate into Schwann Cell-Like Cells and Promote Peripheral Nerve Regeneration in Acellular Nerve Grafts. Tissue Eng Regen Med. 18(3):467-478. https://link.springer.com

3. Bramblett GT, Harris JN, et al. (2021) Traumatic Optic Nerve Injury Elevates Plasma Biomarkers of Traumatic Brain Injury in a Porcine Model. Journal of Neurotrauma.38(8):1000-1005. https://doi.org/10.1089/neu.2020.7039

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