髓鞘化
大纲：髓鞘化定义；髓鞘化能用来干嘛；髓鞘化现阶段存在的痛点；现有方法如何解决问题；我们方法的优势。
- 定义
髓鞘化是指髓鞘发展的过程，它使神经兴奋在沿神经纤维传导时速度加快，并保证其定向传导。是新生儿的神经系统发展必不可少的过程。
髓鞘是包裹在轴突表面的致密多层膜结构，不仅对轴突起到支持保护的作用，而且可以支持神经元动作电位的跳跃式传导。在中枢神经系统中，髓鞘是由的少突胶质细胞丝状伪足包绕轴突形成。
- 髓鞘化作用
1） 髓鞘化决定命运
如果说习惯决定了命运，这句话在生理学微观层面就是说，髓鞘化决定了命运。
髓鞘化是指髓鞘发展的过程。它使神经兴奋在沿神经纤维传导时速度加快，并保证其定向传导。类似机器学习对模型的训练，不同的髓鞘化过程，形成了人类的多态性。
髓鞘化是形成记忆的一种方式，能增强细胞组织间的连接。“驾轻就熟”、“熟能生巧”、“老马识途”等就是髓鞘化的结果。
现在健身界有很多人相信，力量练习练的并非肌肉，而是刺激神经的髓鞘化，所以才有Greasing the Groove(类似是磨炼神经通路的意思)这样的训练方法。瑜伽大师也说过，瑜伽放松的不是肌肉筋膜，而是大脑。
一个人学习能力强，对某些事情有天赋，很有可能是他髓鞘化的模式恰好适应了当前的环境，甚至是本身就具有短时间内完成髓鞘化的能力。
2） 髓鞘化不良会带来的问题
髓鞘化不良是髓鞘发育异常的一种表现。髓鞘的形成是脑白质发育的最后阶段，如果孩子受到某些因素的影响，比如说病毒、感染、窒息中毒、自身免疫性的疾病都可能导致髓鞘的病变，会对孩子的神经系统发育产生非常大的影响，甚至有的孩子会出现智力低下、癫痫、语言的障碍、活动受限等，需要通过核磁来进行诊断的。一旦确诊以后需要有针对性的进行治疗，根据孩子的临床症状进行康复训练，也可以使用营养神经细胞的药物，促进神经细胞的发育。
3）髓鞘化延迟问题
髓鞘化延迟是髓鞘异常的一种，一般是指脑白质髓鞘化延迟，在药物、中毒、感染疾病等因素的影响下，使神经兴奋在沿神经纤维传导时速度减慢，出现髓鞘发育的延迟，常见于脑瘫、脑瘫、脑发育不良等患儿。
髓鞘化延迟可由很多因素引起，缺血缺氧性脑病、早产及胆红素脑病、甲状腺素缺乏多见。此外，一些先天性疾病如佩梅病、半侧大脑畸形，或药物、中毒、感染也可导致患儿出现髓鞘化延迟。
早期症状不明显，随后可以出现肌张力、姿势、运动、语言、视觉、记忆学习、步态、等方面的改变。髓鞘化延迟可造成儿童发育迟缓、语言障碍、残疾、癫痫，给家庭与患儿造成极大痛苦。
当患儿出现癫痫、抽搐、生长发育迟缓等表现后应及时就医，做脑电图、肌电图、头颅核磁等检查，明确诊断。
髓鞘化延迟的治疗要明确病因，针对原发病进行治疗，一般在治疗原发病的基础上还要对患儿进行康复治疗，进行运动康复、语言康复等。
髓鞘化延迟需要注意预防，孕妇做好备孕措施、按时产检，日常生活中应保证儿童安全，避免因患儿运动障碍发生意外，积极治疗患儿先天性疾病。
4）斑马鱼髓鞘问题
髓鞘修剪的现象与轴突直径相关的。包绕粗大轴突（如 Mauthner-axon）的髓鞘总是能够稳定生长，而由同一个少突胶质细胞产生的包绕细小轴突的髓鞘片段却很容易在发育过程中修剪。
下调 NRG1-ErbB 信号能够影响髓鞘修剪的概率却不影响髓鞘的生长；嵌合体实验证明 ErbB 对髓鞘修剪的作用是胶质细胞自主性的。
在斑马鱼腹侧脊髓中，髓鞘片段存在方向性生长的现象, 即腹侧脊髓的髓鞘片段在发育过程中只向斑马鱼的头侧方向生长。
Wnt 信号通路在斑马鱼脊髓腹侧具有从头部到尾部的浓度梯度，正是这一浓度梯度介导了髓鞘片段的生长方向性；Wnt 信号通路的关键信号分子 β-catenin 以及 Wnt 配体 Wnt1和 Wnt4 都参与介导髓鞘的这种方向性生长。这种生长模式可能有利于髓鞘片段长度均匀化，从而支持动作电位的快速跳跃式传导。
5）髓鞘修剪现象
你好！髓鞘修剪（myelination pruning）是指神经系统发育过程中的一种现象，它涉及到已经形成的髓鞘的调整和消除。这个过程通常发生在儿童和青少年时期。
在神经系统发育过程中，大量的神经纤维会形成过多的髓鞘连接。然而，随着时间的推移，一些不必要或过度的髓鞘连接会被修剪掉，从而精简和优化神经网络。
髓鞘修剪的过程涉及到两个主要的机制：突触剪除和髓鞘重塑。
突触剪除：在神经元之间的连接点称为突触。在髓鞘修剪过程中，一些突触会被选择性地消除，以减少冗余的连接。这种剪除可以促进神经网络的精确性和功能性。
髓鞘重塑：在修剪过程中，一些已经形成的髓鞘可能会被减少或消除，特别是那些连接不活跃的神经纤维。这样做可以提高神经传导的效率，并确保神经冲动的流动路径更加有效。
髓鞘修剪的现象是神经系统发育中的一个自然过程，旨在优化神经网络的功能。这种修剪和重塑过程是动态的，并在儿童和青少年期间发生频繁的变化。它对于神经系统的正常发育和功能具有重要意义。
6）少突胶质细胞包绕轴突形成髓鞘
在复杂的神经系统中，神经元细胞总与胶质细胞伴行存在。这一现象说明神
经元与胶质细胞的相互作用是神经系统的重要特点之一。神经胶质细胞并不像神
经元那样传导电冲动，长期以来被认为只起支持作用。直到近些年来，科学家们
才逐渐认识到神经胶质细胞在大脑中调节作用的重要性。有研究中指出，在进化
过程中人类的胶质细胞变得更多、更复杂，这可能赋予了人类大脑更大的复杂性，
帮助人类最终进化出独有的高级认知能力[1]。
少突胶质细胞的功能主要是包绕轴突形成髓鞘从而支持动作电位的跳跃式
传导,并且起到绝缘支持和保护的作用[2-4]。在发育过程中，多极的少突胶质细
胞能够伸出丝状伪足与周围多根轴突相互作用，包绕轴突形成致密的髓鞘结构。
7）髓鞘细胞损伤导致蛋白质营养不良
一些神经系统疾病是由于原发性的成髓鞘细胞损伤所引起的，例如脑白质营养不
良。原发性的髓鞘损伤能够通过多种途径影响其所包绕轴突的存活与功能。神经
系统的许多疾病或者损伤，能够引起脱髓鞘，从而引起神经功能障碍，例如多发
性硬化、脊髓损伤。因此，研究髓鞘发生及维持的分子和细胞生物学对于了解神
经系统的发育和疾病都具有非常重要的意义。
8）活体研究髓鞘化仍然十分困难，对髓鞘发育过程仍然不了解
中枢髓鞘是少突胶质细胞突起包绕轴突所形成的致密多层膜成分，这一结构
在轴突的电镜横断面上能够清晰地显示。虽然目前已经了解髓鞘的超微结构，但
是关于髓鞘的发育过程还不清楚，特别是髓鞘膜结构发育的动态过程，由于电镜
以等技术的限制，目前还知之甚少[10]。随着光镜技术的发展，特别是双光子延
时成像技术的出现，在体外培养体系实时捕捉髓鞘发育的动态过程成为可能，然
而在活体研究髓鞘发育过程仍然十分困难。
9）双光子延时成像技术
双光子延时成像技术（Two-Photon Delayed Imaging）是一种高分辨率的光学成像技术，常用于生物医学研究领域。它利用了双光子吸收效应和荧光成像原理，可以实现在生物组织内进行深层次、高分辨率的成像。
传统的光学显微镜使用的是单光子成像原理，即通过样本中的单个光子与荧光染料相互作用来生成图像。而双光子延时成像技术则使用两个光子几乎同时地被样本吸收，从而激发荧光信号。
这项技术的原理是，在双光子吸收过程中，需要用到高能量的光源，例如激光。这样的高能量光源能够使两个光子几乎同时地被样本吸收，并且在吸收过程中荧光染料会发出荧光信号。与传统的单光子成像相比，双光子成像利用了非线性光学效应，可以在样本内部更深层次的区域生成荧光信号，从而实现深层次成像。
由于双光子成像技术在样本内部的光吸收更为局限，使得在光学显微镜成像过程中能够减少光的散射和吸收，提高了图像的分辨率和对比度。这种技术对于观察活体组织、细胞和细胞器的活动、结构以及分子交互等方面具有重要意义。
双光子延时成像技术在神经科学、生物医学研究、生物物理学等领域被广泛应用，例如在研究神经元的活动、脑功能连接、血管结构和功能、肿瘤生长等方面提供了有力的工具和方法。
10）常见荧光探针
研究进展：髓鞘是通过中枢神经系统的少突神经胶质细胞或者末梢神经的雪旺氏细胞沿着轴索增殖、排列形成的，髓鞘的形成是脊椎动物复杂神经系统的进化优势。与无髓鞘轴突相比，轴突被髓鞘包裹就可促进神经信号传导速度高100倍。同时，神经系统疾病（如多发性硬化症和脑白质营养不良）中的脱髓鞘行为与进行性轴突丧失、认知障碍和运动症状有关。因此，髓鞘成像不仅被认为是诊断精神病的一种方法，而且被认为是了解脱髓鞘疾病潜在机制的研究工具。一些无标记成像技术，例如光谱共焦反射显微镜、相干反斯托克斯拉曼散射、三次谐波生成和光学相干断层扫描，可用于揭示活大脑中髓鞘生成和神经可塑性的机制。而荧光成像技术可以提供更高的时空分辨率，小分子荧光探针相对较小的尺寸、低成本、易用性和可靠性更有利于组织中的形态学细节的可视化，然而目前市售的髓鞘特异性荧光探针，如磺罗丹明101、Vybrant DiD、FluoroMyelin Green/Red等存在着背景染色程度不同、染色对比度低、亮度低、和组织渗透性差缺点，因此，开发具有良好选择性、高信噪比、良好组织渗透性和组织清除能力的髓鞘成像荧光探针是非常必要的。
使用的是FluoroMyelin Red
https://www.ebi.ac.uk/biostudies/BioImages/studies/S-BIAD25?query=S-BIAD25#
结论：因此，在本文中作者开发了一种新型的近红外AIE荧光探针PM-ML，用于可视化中枢神经系统和末梢神经系统中的髓鞘纤维。提高了一种提供更清晰的高信噪比，分析髓鞘密度、束状模式、纤维束的轨迹以及单髓鞘纤维的详细形态的成像工具。