英国研究人员发现神经细胞长度或与其功能之间密切相关

据Hagemann C 2022年2月3日（Adv Healthc Mater，2022 Feb 3.Doi：10.1002/adhm.202101817.）报道，英国伦敦大学国王学院等机构的研究人员通过研究发现，神经细胞的长度或与其功能之间密切相关；研究人员所开发的精确模型或能帮助研究这些细胞的结构和功能过程，从而为理解人类神经系统疾病的发生提供重要的线索。

脊髓中的运动神经元是多种神经系统疾病的靶标，比如肌萎缩性脊髓侧索硬化症（ALS），轴突是从细胞中延伸出来的细长纤维，其长度多达1 m。此前研究结果表明，疾病的早期迹象首先会出现在轴突末端，而长轴突要比短轴突更早地表现出功能异常的迹象，因此研究长轴突或能帮助更好地理解某些神经系统疾病。然而迄今为止在实验室中进行的研究都使用的是比机体中细胞要短得多的细胞。

研究人员开发出了一种社工务工程化的平台，其能在不改变其他有意义特征的情况下，生长出具有确定轴突长度的人类运动神经元，其长度从数百微米到1 cm以上不等。研究人员能够以一种受控的方式将人类运动神经元生长到1 cm及以上的长度，要比使用几毫米甚至数百微米长的细胞能提供更好的模型。从根本上来讲，想要解决的问题是其多长到底有关系吗？答案是肯定的，而且该研究首次表明，神经元的长度与其功能密切相关。

这种新平台主要能在一种微型基底上来生长神经元，这样研究人员就能决定这些细胞能生长到什么样的长度。研究人员比较了2 mm至1 cm之间的多种长度的运动神经元，在长度超过5 mm的细胞中，这些细胞在如何维持细胞活性、稳定性和新陈代谢方面发生着重大变化。比如，超过这一长度的神经元就拥有更多线粒体，而且这些线粒体更有可能停留在同一位置而不是被四处移动；而且在较长神经元的某些部位，这些细胞器更多的是圆形的而并不是拉长的形状。

研究人员就神经元的形状是否重要、细胞的功能是否适应其形状进行分析，研究结果是肯定的，但有一个阈值长度，大约为5 mm，超过这个长度后，细胞中就会有一些关键的生物学过程发生改变或产生适应性。即神经元需要在达到这个阈值长度之前，基本上会在其新陈代谢和特定的机制中转换方向。

随着这项研究计划的不断进展，目前研究人员正在利用其所开发的平台来从ALS患者所捐赠的细胞中培育神经元，旨在创造一种更为准确的疾病模型，并建立更好的平台来检测新型疗法；研究人员还在继续研究来确定是否这些机制能在不同的物种中保持不变。该研究结果对于多种神经变性疾病的体外模型的开发具有非常重要的意义，同时也加强了在体外对细胞形状和生物物理限制进行保真性和精确建模的重要性。