- 1次围观
神经元的发育与生理功能依赖于其微管组织，而这种组织的特征表现为：轴突中微管呈正端朝外取向，树突中则同时存在正端朝外和正端朝内取向的微管。这种取向模式在神经元发育早期即已建立，并且与轴突—树突分化密切相关。尽管已经提出了多种可能相关的机制，但一些根本性问题仍然存在：神经元中的微管组织是如何形成的？一个神经元又是如何发育出单一轴突和多个树突的？在此，我们从两个不同但互补的层面探讨这些问题：在较高层面上，我们提出了一个概念性框架，根据各种机制对微管组织的贡献方式，将其归类为三类：取向偏置、平行扩增和极化；在较低层面上，我们构建了一个生物物理模型，整合了神经元中微管动力学的多种机制，并据此通过解析计算与模拟，获得了关于发育中神经元微管组织形成的见解。 我们表明，单凭几何效应即可赋予微管取向偏置。随后，平行扩增会增强由此产生的极性。将多个神经突与一个作为共享资源储库的共同细胞体耦联起来，则能够实现一种极化机制，从而确保其中一个神经突的微管组织成为轴突型，而其余所有神经突则成为树突型。该框架统一了多种分子层面的观察结果，并提出了关于神经元早期发育过程中微管自组织的、可通过实验检验的预测。
神经元的发育与生理功能依赖于其微管组织，而这种组织的特征是：轴突中微管呈正端朝外取向，树突中则同时存在正端朝外和正端朝内取向的微管。这种取向模式在神经元发育早期即已建立，并且与轴突—树突分化密切相关。尽管已经提出了多种可能相关的机制，但一些根本性问题仍未解决：神经元中的微管组织是如何形成的？神经元又是如何发育出单一轴突和多个树突的？在此，我们从两个不同且互补的层面探讨这些问题：在较高层面上，我们提出了一个概念性框架，根据各种机制对微管组织的贡献方式，将其划分为三类：取向偏置、平行放大和极化；在较低层面上，我们构建了一个生物物理模型，将神经元中微管动力学的多种机制纳入其中，并据此通过解析计算与模拟，获得了关于发育中神经元微管组织形成过程的见解。我们表明，单凭几何效应本身就能够赋予微管取向一种偏置。随后，平行放大会增强由此产生的极性。将多个神经突与作为共享资源储库的共同细胞体耦合起来，则可实现一种极化机制，从而确保其中一个神经突的微管组织成为轴突型，而其余所有神经突则成为树突型。该框架统一了多种分子层面的观察结果，并对神经元早期发育过程中微管自组织提出了可通过实验检验的预测。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.15.732274v1?rss=1
🏷️ 神经元发育 微管组织 轴突树突极性 生物物理建模 微管动力学
来源出处