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神經(jīng)元的軸突需要精確連接到靶位點形成突觸，是神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)構建的結構基礎。軸突如何高效、準確地定位靶細胞從而形成突觸始終是神經(jīng)科學的研究重點。近期，中國科學院物理研究所和浙江大學的科研人員，通過構建體外準三維模型模擬體內(nèi)神經(jīng)系統(tǒng)微環(huán)境，發(fā)現(xiàn)細胞外基質(zhì)(extracellular matrix, ECM)傳遞的力學信號可以精確地引導神經(jīng)元遷移和軸突延伸。研究成果發(fā)表在《Advanced Functional Materials》期刊上，標題為“Fibrous Viscoelastic Extracellular Matrix Assists Precise Neuronal Connectivity”。

研究團隊以Ⅰ型膠原蛋白為材料構建體外準三維模型，同時結合新開發(fā)的無標記牽引力顯微技術，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元可以遠距離地相互感知，并通過ECM傳導的力學信號引導神經(jīng)突觸的相向延伸和神經(jīng)元的相向遷移，實現(xiàn)神經(jīng)元細胞間的精準對接。研究人員通過顯微操作系統(tǒng)控制微針，對細胞附近的ECM直接施加力學刺激，用于模擬臨近細胞的牽引力，結果顯示神經(jīng)元能夠響應外部力學信號，向著信號源方向伸長和遷移。進一步研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元對力學信號的響應依賴于膜上力學敏感通道蛋白的激活以及胞內(nèi)鈣信號濃度升高。

該研究為突觸發(fā)育的研究帶來新思路，并為神經(jīng)科學領域生物材料的構建提供參考。

注：此研究成果摘自《Advanced Functional Materials》雜志，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點和立場，僅供參考。

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責任編輯：Rex_30