动物的大脑由两种不同类型的细胞组成：处理和传输信息的神经元，以及以多种方式支持神经元的神经胶质细胞。1871 年，法国解剖学家 Louis-Antoine Ranvier 证明了脊椎动物神经元的一些特殊之处：在这些神经细胞的延伸部分，有环形区域，周围没有鞘——由神经胶质细胞形成的髓鞘。与电绝缘髓鞘一起，所谓的 Ranvier 节点构成了电神经冲动在较长距离上非常快速地传输的基础。它们以每秒 100 米的速度从一个节点“跳跃”到另一个节点。这种“跳跃式传导”一直被认为是脊椎动物特有的。

现在，由德国明斯特大学神经生物学家 Christian Klämbt 教授领导的研究小组首次以果蝇 (Drosophila melanogaster) 为例，表明昆虫中也存在类似的结构。该研究已发表在eLife杂志上。

在这项工作中，该团队分析了果蝇，研究了神经元传导所必需的蛋白质的分布。研究人员使用遗传和显微方法表明，传输过程中的 离子传导钠通道和钾通道以类似于脊椎动物的方式排列成簇。

正如该团队最近发表的一篇理论论文中所描述的那样，离子通道的局部积累需要对单个轴突进行严格的空间分离，即神经细胞的延伸。在脊椎动物中，这是由神经胶质髓磷脂确保的。该团队证明，在果蝇中，髓鞘样结构也在靠近带有离子通道的质膜区域的轴突周围形成。与脊椎动物一样，髓鞘由特定的神经胶质细胞形成，是快速、精确传导的必要条件。

“我们首次描述了电压门控离子通道的专门组织以及果蝇类髓磷脂结构的设计，”Christian Klämbt 说。“此外，我们能够证明神经胶质细胞控制神经元离子通道的遗传活动和定位。” 研究人员描述的脊椎动物和果蝇之间的相似性表明，离子通道簇的出现以及绝缘性的增强是信息电传输中的一个基本概念。

使用电子显微镜拍摄的横截面图像，轴突被髓磷脂样结构包围。图片来源：明斯特大学 - Klämbt 实验室

该团队所做的工作不仅有助于了解髓鞘的进化，而且还可以更详细地研究髓鞘形成和再生的生物学。这对于神经退行性疾病如多发性硬化症具有重要意义。迄今为止，治疗主要集中在抑制炎症反应，未能促进任何有效的再髓鞘化。“这意味着我们的研究结果将有助于发现治疗多发性硬化症的替代方法，”Christian Klämbt 说。

在他们的研究中，研究人员将分子遗传学方法与各种最先进的成像过程相结合，包括使用创新的电子显微镜来可视化标记的蛋白质，以及具有特别高分辨率的共聚焦显微镜。

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标签：神经结构离子通道