摘要
我们的大脑创造并储存记忆。你知道脑细胞是如何相互交流来储存记忆的吗?每个脑细胞(也称为神经元)与大脑中的其他神经元对话。这些神经元释放出一种叫做神经递质的化学物质，使脑细胞能够交流并帮助储存记忆。我们特别感兴趣的是了解一种叫做脑源性神经营养因子(BDNF)的生长因子是如何促进大脑区域海马体神经元之间的交流的，因为记忆是在这里形成和存储的。我们发现BDNF与内源性大麻素相互作用，内源性大麻素是大麻的组成部分，以促进大脑细胞之间的交流。
想象一下，在风景优美的道路上行驶，周围是秋天的色彩，或者在大热天吃着你最喜欢的冰淇淋，冰淇淋顺着蛋卷的边缘滴下来!你是否回想起了你经历这两个例子的时候?你认为是什么帮助你记住了这些事情?
这是你的记忆!大脑有几个专门的区域，执行不同的任务，如走路、说话或听力。的海马体是大脑中负责储存记忆的区域。就像大脑的其他区域一样，海马体是由称为神经元的脑细胞组成的。你知道吗?神经元之间不断地使用不同的信息进行交流，这些信息可以影响记忆和创造力等不同的过程。让我们来了解这些神经元是如何交流的，以及哪些分子或信号可以影响这种神经元交流。
神经元使用一种叫做神经递质的化学物质来相互交流
神经元可以通过电信号和化学信号发送、处理和接收来自其他神经元的信息。神经元之间的交流是通过一种叫做突触的结构进行的。突触是两个神经元相遇的区域。为了在突触中进行任何交流，我们需要一个信号和突触两侧的一个神经元。其中一种细胞被称为突触前细胞，它是发送信号的细胞。突触另一侧的细胞，即接收信号的细胞，称为突触后细胞(图1)．神经元发送的信息被称为神经递质。神经递质是传递信息的化学信号，存在于突触前细胞或发送细胞内。神经递质位于被称为突触囊泡的球形结构中，它有点像气球。气球充满了空气，而这些囊泡充满了神经递质。当你准备戳破一个气球时，你可以用针扎它，对吗?
- 图1 -神经元通过突触相互交流
- 突触由突触前细胞和突触后细胞组成。突触前细胞有含有神经递质的囊泡。这些神经递质与突触后细胞中的受体结合。
类似地，当信号准备发送时，囊泡打开并将神经递质释放到神经元之间的微小空间，称为脑内神经递质突触间隙．神经递质附着在突触后细胞中叫做受体的分子上。受体存在于突触后细胞或接收细胞中(图1)．
有很多不同种类的神经递质，但我们感兴趣的一种神经递质是-氨基丁酸或GABA。GABA是一种抑制性神经递质，可以被认为是“大脑的刹车”，因为它可以减缓大脑活动，帮助我们入睡，减少压力和焦虑。如果没有抑制性神经递质，大脑就会经历过多的活动，无法正常工作。
其他类型的神经递质存在，其工作方式与我们所描述的略有不同。这些非传统的神经递质并不储存在突触囊泡中，可以在需要时产生。其中一些以相反的方向传递信息——从突触后的接收细胞返回到发送细胞。内源性大麻素就是一个例子逆行使者．
内源性大麻素(央行)是大麻中存在的活性成分之一。内源性大麻素(Endocannabinoids)是脂质(脂肪)分子，已被证明在大脑神经元通信中发挥关键作用[1］．但这些化学物质不仅存在于大麻植物中。你知道你的大脑可以自然产生内源性大麻素吗?而且，这些eCBs是按需产生的，并与它们的大麻素受体(CB1)结合，参与神经元通信[1］．
内源性大麻素如何在大脑中起作用?
为了解释eCBs的作用，我们首先必须引入另一种分子，称为脑源性神经营养因子(BDNF)。众所周知BDNF会影响神经元之间的交流。BDNF与它的受体原肌凝蛋白受体激酶B (TrkB)结合。研究人员已经证明BDNF会导致GABA释放减少，从而干扰大脑的制动系统。在我们早期的研究中，我们发现BDNF与突触后细胞(信息接收细胞)中的TrkB受体结合，并以某种方式将信息发送回突触前细胞(信息发送细胞)，从而向突触前细胞发出信号，减少它们释放的GABA量。这是一种非常不寻常的神经元相互交流的方式，所以我们想更好地理解这个过程。值得注意的是，我们感兴趣的是eCBs是否在这一过程中发挥作用，因为eCBs是逆行信使，BDNF的作用是通过逆行信使发生的。我们假设BDNF可能会导致eCBs的产生，从而进一步促进海马体中GABA水平的降低。
我们如何检验关于内源性大麻素的假设?
为了解决我们的问题，我们选择观察海马体中一种特殊类型的细胞，叫做CA1锥体神经元．我们之所以选择这些细胞，是因为该区域存在高浓度的BDNF及其受体TrkB。为了验证我们的假设，我们使用了一种叫做切片的技术电生理学为了测量小鼠体内细胞的活性(图2)．我们牺牲老鼠，解剖它们的大脑，把每个大脑切成厚片[2］．
- 图2 -切片电生理。
- 老鼠的大脑从动物身上分离出来。制作了小鼠大万博manbetxapp最新脑的厚切片。我们使用显微镜在切片中鉴定了CA1锥体神经元，并使用玻璃电极在确定的区域插入神经元。然后通过电极记录神经元的电活动。
CA1锥体神经元用显微镜在每个切片中鉴定。然后，我们用玻璃电极戳CA1锥体神经元以唤起反应，这有助于确定神经元的电活动。通过这种设置，我们首先在没有任何药物存在的情况下测量细胞的电活动，我们称之为基线。然后，我们用阻断BDNF或eCBs受体的药物治疗神经元，以观察这些物质如何改变神经元中的电活动。例如，向神经元添加BDNF或eCBs会降低电反应。而阻断BDNF受体不会引起神经元电活动的任何减少。
我们发现了什么?
通过我们所描述的实验，我们发现BDNF确实依赖内源性大麻素导致海马体中CA1锥体神经元GABA释放的减少。在BDNF存在的情况下，神经元中的电活动减少，从而减少了GABA的释放。然而，当我们阻断BDNF受体时，我们不再看到GABA释放的减少。同样，当我们阻断eCB受体时，我们没有看到GABA释放的下降，这表明BDNF确实指导eCB的产生。在大脑中存在的不同eCBs中，我们发现了2-arachidonoylglycerol就像神经元在这个过程中产生的eCB [3.］．
总而言之，当BDNF存在时，它会从突触后接收细胞向突触前或发送细胞发送信息。该信息分两步执行:(i) BDNF结合其受体TrkB和(ii)指示eCB的释放。释放的eCB然后返回到突触前细胞，在那里它与CB1受体结合。这种相互作用的最终结果是从突触前细胞释放GABA的减少(图3)．
- 图3 -结果总结:BDNF与接收细胞中的TrkB受体结合，发出产生内源性大麻素(eCBs)的信号。
- 释放的eCBs与发送细胞或突触前细胞中的CB1受体结合，并指示减少神经递质GABA的释放。
为什么这项研究很重要?
几十年来，研究人员一直在研究单个分子(而不是多个分子)的直接作用及其在神经元通信中的影响。在这种情况下，我们目前的研究很重要，因为它阐明了不同分子之间的相互作用，以及它如何影响神经元中的通信。通过我们的工作，我们已经证明BDNF通过内源性大麻素以一种非传统的方式与细胞交流，以减少神经元释放GABA [3.］．随着我们对这些分子如何影响交流的认识增强，我们可以理解这些因素在记忆形成、存储和检索等各种过程中的影响。
作者的贡献
RS编写了手稿，VB设计了所有的图形。RS在康涅狄格州法明顿的康涅狄格健康大学做了这项工作，作为她博士论文的一部分。
术语表
海马体：↑一个类似海马形状的大脑区域，因此得名“海马体”。
突触间隙：↑信号释放的空间称为突触间隙。
逆行使者：↑信号由突触后细胞或接收细胞释放并返回突触前细胞。
CA1锥体神经元：↑海马有几个子区域;CA1就是其中之一。CA1的神经元在形状上类似于金字塔，被称为金字塔神经元。
电生理学：↑“电”指的是电流，“生理学”指的是观察有机体的功能。
2-arachidonoylglycerol：↑一种内源性大麻素，由我们的神经系统按需产生。
免责声明
内源性大麻素可以对神经元通信产生积极或消极的影响，这取决于几个因素，如大脑区域、脑细胞类型和神经递质的类型。因此，在特定背景下考虑内源性大麻素的影响而不是在广义背景下考虑内源性大麻素的影响是至关重要的。
利益冲突
作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。
原文
↑Selvam, R.， Yeh, M. L.和Levine, E. S. 2019。内源性大麻素介导BDNF在海马CA1抑制突触上的作用。突触73: e22075。doi: 10.1002 / syn.22075
参考文献
[1]↑Lu, H. C.和Mackie, K. 2016。内源性大麻素系统简介。医学杂志。精神病学79:516-25。doi: 10.1016 / j.biopsych.2015.07.028
[２]↑Segev, A, Garcia-Oscos, F, and Kourrich, S. 2016。脑切片的全细胞膜片钳记录。J. Vis. Exp。112: e54024。doi: 10.3791/54024
[3]↑Selvam, R.， Yeh, M. L.和Levine, E. S. 2019。内源性大麻素介导BDNF在海马CA1抑制突触上的作用。突触73: e22075。doi: 10.1002 / syn.22075