果蠅大腦佈線過程中的突觸夥伴的選擇

突觸形成和突觸夥伴的選擇是基於在所有動物的神經元的細胞和分子的相互作用。大腦的佈線圖是高度可重複的，但大多數，如果不是全部，神經元的形成不正確的突觸的能力，包括他們自己。在神經電路的發展，時空圖案形成限制的時間和位置的神經元“看到對方”。位置效應可由此防止不正確的夥伴關係，即使當神經元不以其他方式形成突觸。神經元何時何地彼此相互作用以形成突觸是一個根本上動態的過程。然而，對於任何生物體中密集的大腦區域而言，神經元相互作用動力學的作用，例如相互作用的速度或穩定性，幾乎是完全未知的。有限的突觸發生的動態的理解反映了觀察，現場和體內突觸形成的絲狀偽足動力學的完好，正常發育的大腦的水平難度。

飛感光體（R的細胞）是中繼與緻密腦區域高度刻板突觸連接，即視葉的葉片和髓質neuropils視覺信息的原發性視網膜輸出神經元，。完好果蠅大腦可以在培養物中培養，在必要在整個電路組件的整個發育期間測量感光體軸突絲狀偽足的動態和突觸形成的高時空分辨率，可以實時成像。發育中的大腦內部的軸突絲狀偽足通過突觸性建築材料的積累穩定形成突觸，但如何調節絲狀偽足中的建築材料的限量仍然未知。

巨自噬是一種普遍存在的內膜降解機制，與神經元的維持和功能有關。神經元自噬已被鏈接到的神經變性和突觸功能的成熟神經系統。對大腦發育自噬的了解相對較少。功能性神經元發育在缺乏自體吞噬的。在蠕蟲和果蠅，自噬導致的損失減少了突觸發育的特定神經元與此相反，在小鼠腦，在神經元中導致增加的樹突棘密度由於有缺陷的修剪自噬的損失後突觸形成。儘管與神經發育障礙有許多聯繫，但發展自噬是否以及如何促進突觸伴侶的選擇和迴路連通性仍是未知的，尤其是在腦密集區域。


撰寫人：王任權


原始論文
Autophagy-dependent filopodial kinetics restrict synaptic partner choice during Drosophila brain wiring, Ferdi Ridvan Kiral, Gerit Arne Linneweber, Thomas Mathejczyk, Svilen Veselinov Georgiev, Mathias F. Wernet, Bassem A. Hassan, Max von Kleist & Peter, 12 March 2020
https://www.nature.com/articles/s41467-020-14781-4