新方法喚醒大腦休眠干細胞

杜克—新加坡國立大學醫(yī)學院和新加坡國立大學機械生物學研究所聯(lián)合發(fā)現(xiàn)一種喚醒休眠神經(jīng)干細胞的新方法，為自閉癥、學習障礙和腦癱等神經(jīng)發(fā)育障礙提供了潛在的新療法。發(fā)表在《科學進展》上的這項研究表明，名為星形膠質(zhì)細胞的神經(jīng)細胞對于喚醒大腦中休眠的神經(jīng)干細胞至關(guān)重要。

在成年哺乳動物大腦中，大多數(shù)神經(jīng)干細胞處于休眠狀態(tài)。但一旦收到特定激活信號被喚醒，它們就會產(chǎn)生新的神經(jīng)元，幫助大腦修復和生長。

神經(jīng)干細胞的激活問題與衰老性認知衰退和神經(jīng)發(fā)育障礙息息相關(guān)。神經(jīng)發(fā)育障礙影響全球約5%的兒童和青少年，導致認知、溝通、適應行為和心理運動能力受損。

為了研究這種激活，研究團隊將目光轉(zhuǎn)向了果蠅。與哺乳動物類似，果蠅的神經(jīng)干細胞在被喚醒之前一直處于休眠狀態(tài)。團隊使用放大倍數(shù)為10倍的超分辨率顯微鏡，檢查了果蠅休眠神經(jīng)干細胞的標志性微小纖維結(jié)構(gòu)。這些細微結(jié)構(gòu)的直徑約為1.5微米，一種特定類型的Formin蛋白可激活這些細絲并使其組裝。

團隊觀察到，星形膠質(zhì)細胞會釋放一種名為“折疊原腸胚形成”或“Fog”的信號蛋白，這種蛋白會引發(fā)連鎖反應，包括激活Formin蛋白通路來控制肌動蛋白絲的運動。最終，這些過程會喚醒神經(jīng)干細胞，使其脫離休眠狀態(tài)。然后它們開始分裂，產(chǎn)生有助于大腦修復和發(fā)育的新神經(jīng)元。

隨后，神經(jīng)干細胞中的受體蛋白GPCR，會對星形膠質(zhì)細胞分泌的Fog作出反應，激活控制神經(jīng)干細胞中肌動蛋白絲形成的信號通路。GPCR蛋白家族已成為治療各種人類疾病的主要藥物靶點——34%的經(jīng)美國食品和藥物管理局批準的藥物針對該蛋白家族。而此次了解該信號通路如何控制神經(jīng)干細胞再激活，有望為利用現(xiàn)有藥物治療神經(jīng)發(fā)育障礙提供一種潛在策略。

來源：科技日報