神经元的轴突需要精确连接到靶位点形成突触，是神经网络系统构建的结构基础。轴突如何高效、准确地定位靶细胞从而形成突触始终是神经科学的研究重点。近期，中国科学院物理研究所和浙江大学的科研人员，通过构建体外准三维模型模拟体内神经系统微环境，发现细胞外基质(extracellular matrix, ECM)传递的力学信号可以精确地引导神经元迁移和轴突延伸。研究成果发表在《Advanced Functional Materials》期刊上，标题为“Fibrous Viscoelastic Extracellular Matrix Assists Precise Neuronal Connectivity”。
研究团队以Ⅰ型胶原蛋白为材料构建体外准三维模型，同时结合新开发的无标记牵引力显微技术，发现神经元可以远距离地相互感知，并通过ECM传导的力学信号引导神经突触的相向延伸和神经元的相向迁移，实现神经元细胞间的精准对接。研究人员通过显微操作系统控制微针，对细胞附近的ECM直接施加力学刺激，用于模拟临近细胞的牵引力，结果显示神经元能够响应外部力学信号，向着信号源方向伸长和迁移。进一步研究发现，神经元对力学信号的响应依赖于膜上力学敏感通道蛋白的激活以及胞内钙信号浓度升高。
该研究为突触发育的研究带来新思路，并为神经科学领域生物材料的构建提供参考。
注：此研究成果摘自《Advanced Functional Materials》杂志，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。
