科技日報記者 張夢然
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。
總編輯圈點：
神經(jīng)干細胞是一種特殊的、能自我更新的細胞。在成年人中，大多數(shù)神經(jīng)干細胞處于休眠狀態(tài)。長期以來，科研人員都在摸索喚醒這些休眠干細胞的方法。此次，他們將目光投向了小小的果蠅，找到了激活休眠神經(jīng)干細胞中標志性微小纖維結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵——一種特定類型的蛋白。再繼續(xù)追溯，則可以發(fā)現(xiàn)，我們已經(jīng)熟悉的GPCR蛋白家族也在其中扮演角色。這意味著現(xiàn)有的藥物或許就能發(fā)揮作用。如果成年人的大腦也能“再生”，神經(jīng)系統(tǒng)疾病也就有了治愈的希望。
