本篇文章介紹神經細胞(neurons)的架構,染色時常用染劑,以及細胞骨架(cytoskeleton)的種類及功能。內容也包含了如何區分axons及dendrites?MAPs (microtubule-associated proteins)是什麼?及Tau與阿茲海默氏症的關係?

名詞介紹
- 神經細胞(neurons)包含了一個胖胖腫腫的區域(swollen region)和從這個區域延伸出去像輻射狀的細小管子。
- 神經細胞的大小:直徑0.01~0.05 mm。
- 胖胖腫腫的區域稱為細胞本體(cell body, soma);輻射狀的細小管子稱為神經突(neurites)。
- soma裡面的構造和一般細胞裡面的構造一樣有細胞核、細胞質……等。
- 神經突的部分又包含了軸突(axons)和樹突(dendrites)。
- 神經膠細胞(glia, glia cells):負責絕緣、支持和滋養鄰近的神經元。
如何區分axons及dendrites?
axons:只有一條,從soma伸出去後到後面才分支。
dendrites:有很多條,從soma伸出去後就分支了。
另外,其實Axon從頭到末端又分成axon hillock、axon proper、axon terminal,分支則又分axon collaterals及recurrent collaterals。若想瞭解是以什麼為依據,來稱呼不同小段,以及axon terminal的功能。請參考文章Axon的介紹及Axon terminal的功能 (圖片 + 重點列項)。
常使用染劑
Nissl stain
染到Nissl bodies,主要染到soma,此染劑可以用來區分neurons和glia。
補充說明:Nissl bodies是一些顆粒,他們為帶有核醣體的粗糙型內質網(ribosomal RNA associated with rough ER),是蛋白質合成的地方。
Golgi stain
可以染到soma及neurites。
細胞骨架(cytoskeleton)
把soma延伸出去的地方放大後(axon的部分),可以看到裡面有細胞骨架(cytoskeleton),包含了微管(microtubules)、中間絲或稱神經元[中間]絲(intermediate filaments 或稱neurofilaments)、微絲(microfilaments)。
Microtubules (20 nm diameter)
由α-tubulin 和 β-tubulin組成heterodimer後,排列成protofilament,再排列成microtubule。
MAPs (microtubule-associated proteins)
tubulin dimer在延伸成polymer時,靠MAPs來穩固。舉例:tau (與阿茲海默氏症相關)就是一種MAPs。
Tau與阿茲海默氏症的關係
Tau 作為axon裡面microtubule之間的橋樑,確保每個microtubule能筆直的平行於另一個。
在阿茲海默氏症(Alzheimer’s disease),過度磷酸化的Tau (hyperphosphorylated Tau) 無法穩固microtubule,會與microtubule分離並在soma中累積,破壞cytoskeleton並導致axon萎縮。(也就是說過度磷酸化的Tau 在soma中堆積後,導致無法順利伸出neurites,最後neuron死掉。)
Intermediate filaments (10 nm diameter)
- intermediate filaments為一種纖維狀的結構。
- 由dimer組成tetramer,再組成protofilaments,最後組成intermediate filament。
- 不同細胞中的intermediate filaments有不同名稱,舉例:epithelial cells中的keratin、nucleus中的lamin、neuron中的neurofilament皆屬於intermediate filaments。
Microfilaments (5 nm diameter)
- microfilaments在neurites中特別多。
- 由肌動蛋白(actin)組成。
- 與細胞型態的改變有關。
- 透過附著在纖維蛋白所形成的網狀結構,來將自己anchor在膜上。
如何區分axons及dendrites?
axons:只有一條,從soma伸出去後到後面才分支。
dendrites:有很多條,從soma伸出去後就分支了。