科学家通过用新型抗体对神经细胞进行着色来观察神经元刺激传递

由于淡水息肉(Hydra)的身体结构简单，细胞类型数量有限，因此可用于研究许多基本的生命过程。近年来，得益于USBRAIN计划，水螅作为神经科学的模式生物也经历了复兴。

“水螅的神经系统非常简单，没有中央控制，因此它们没有大脑。息肉的相当复杂的行为是由神经网络控制的，”动物研究所的水螅专家BertHobmayer教授解释道。“九头蛇的神经系统同样令人兴奋的是，它像九头蛇一样不断生长。然而，目前尚不清楚每天产生的新神经细胞是如何整合到现有系统中的。”

最近在慕尼黑大学领导下在《eLife》杂志上发表的一项新研究提供了有关这一主题的新闻。尽管水螅的神经是通过神经突连接的，就像在更高度发达的动物中一样，神经冲动并不是直接从神经突尖端传递到神经突尖端，而是来自不同神经细胞的神经突并排放置并形成束。

Hobmayer说：“神经束由两到七个神经突组成，信息沿着神经束的整个长度传输。”他强调了一个让研究人员特别惊讶的结果。

高分辨率电子显微镜和新的分子生物学方法的结合还表明，神经系统中的通讯主要通过称为间隙连接的细胞与细胞连接进行。

这种特殊的结构允许刺激以相对较高的速度在整个神经系统中传播并控制息肉的行为。研究人员还证明水螅有两个独立的神经网络。

有历史的抗体

这些和其他详细的观察是通过20多年前Hobmayer在慕尼黑大学参与的一个研究项目中发现的一种抗体实现的。“我们生产抗体的目的不同，即定位钙粘蛋白。它不适合于此，但当时它已经被描述为对神经系统进行染色，”这位科学家说。

最近发表的研究正是使用了这种抗体，该研究是在霍布梅尔的前博士生导师查尔斯·大卫的监督下进行的。导师和受训者之间的联系已经保持了几十年，从而产生了旧的新的合作。

因斯布鲁克大学的动物学家主要通过他们在研究水螅方面的方法学专业知识来支持这项研究。霍布梅尔说：“研究活体生物体中的细胞通讯过程需要对动物组织进行非常个性化和良好的准备。”

“这是我们在电子显微镜下以尽可能最佳的分辨率研究每个单独组织的唯一方法。”研究人员将透射电子显微镜的数据与分子数据结合起来，从而更好地了解刺激传播如何在这个进化上非常原始的神经系统中发生。

进化的遗迹

但了解水螅的神经系统对于科学来说意义更大：即获得对多细胞动物及其神经系统进化的比较了解。

九头蛇是刺胞动物，已有六亿多年的历史。只有海绵和栉水母的历史更为悠久。两者都被认为是多细胞动物的可能起点，并且具有不同的神经系统前身，两者都与九头蛇不同。

霍布梅尔说：“你可以从这些不同的群体中看到进化是如何进行实验的。”他在这方面提到了最近的研究，该研究估计梳状水母(属于腔肠动物门的水螅)是所有多细胞动物的祖先。