【Cell子刊】发现脑损伤后的修复机制——神经元和神经胶质协同驱动神经再生!

2022-06-20 转化医学新前沿 网络

团队的研究结果揭示了一种新的合作机制,即神经元和神经胶质细胞“联合”驱动神经再生。这一研究结果将如何使神经再生过程更加强健呢?

导读:最近,科学家们发现了一种神经元和神经胶质协同驱动神经再生过程的新机制。研究团队使用了果蝇和小鼠动物模型,发现了大脑损伤区域的神经元和神经胶质细胞是如何共同作用来促进组织修复的。目前正待验证人类中是否也存在类似的机制,以便有望将研究结果转化为治疗方法。

中风和创伤性脑损伤最具破坏力的一点是:失去的神经元永远不能被替代。这意味着,根据损伤的部位,患者可能会遭受关键的运动或认知功能的长期损害,如语言和记忆。

但大脑确实能够产生新的神经元。它拥有一些特殊的细胞,叫做神经干细胞,这些细胞部分会在组织受损时被激活。可不幸的是,虽然许多细胞开始再生过程,但只有一小部分干细胞被完全激活。因此,新生成的神经元数量稀少,而损伤后存活下来的并能够在损伤部位重新生长的神经元也寥寥无几。

如何促进神经再生?发表在《Developmental Cell》上的一项研究为我们提供了方向。葡萄牙Champalimaud基金会的科学家们发现了一种神经元和神经胶质协同驱动神经再生过程的新机制。该研究的资深作者Christa Rhiner说:“我们已经揭示了神经干细胞是如何感知损伤并被招募进行组织修复的。这些发现将是为脑损伤后促进新神经元生成的药物开发的第一步。”

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https://www.cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(22)00372-0

01细胞合作

为了了解神经再生是如何进行的,Rhiner的团队使用了果蝇和小鼠动物模型。Rhiner解释说:“它们的大脑和人类大脑一样含有神经干细胞。此外,许多信号分子和细胞间通信方式在人类、果蝇和小鼠中都很常见。因此,理解这些动物模型中的再生机制有助于理解人类生理学。”

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果蝇大脑中的神经元(红色)和脑胶质细胞(绿色)。图片来源:Champalimaud基金会莱茵实验室。

实验室的博士生Anabel Simões在研究那些只存在于受伤的大脑区域的分子时,有一个分子引起了她的注意。“Swim是一种运输蛋白,可以在组织中‘游动’,帮助在局部作用的分子扩散开来。通过完整的调查,我们了解到,Swim对于建立脑损伤的再生反应至关重要。”Simões说道。

下一步骤是确定Swim携带的是哪种分子。另一系列实验揭开了答案——Wg/Wnt,一种已知的果蝇和哺乳动物神经干细胞激活剂。

Simões表示:“我们在受损区域的神经元中发现了Wg。这意味着神经元自身感知到组织的求救,并试图向休眠的神经干细胞发送唤醒信号来做出回应。”

现在,这个谜题只剩下最后一步了——是什么产生了Swim?

研究小组发现,当受伤大脑区域的氧气水平下降时,一种特定的神经胶质细胞开始行动。这些细胞产生了Swim,并将之分泌到细胞外间隙。随后,运输蛋白Swim将Wg携带给最近的干细胞,有效地激活它们。

Simões说:“这一机制的更令人注目的一点是,它是通过细胞间协作完成的。大脑损伤区域的神经元和神经胶质细胞共同作用,以促进组织修复。”

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图片来源:https://www.cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(22)00372-0

02促进神经再生

团队的研究结果揭示了一种新的合作机制,即神经元和神经胶质细胞“联合”驱动神经再生。这一研究结果将如何使神经再生过程更加强健呢?

Rhiner总结道:“现在我们知道了这些关键的角色,以及它们之间是如何进行交流的,这将使我们有机会促进神经再生。接下来,我们需要验证人类中是否也存在类似的机制。然后,我们便能够开始考虑将研究结果转化为治疗方法。这些研究结果也带来了一些后续问题,例如,当组织愈合了,该如何帮助新的神经元存活。这将是一个振奋人心的旅程,我们很期待接下来会发现什么。”

参考资料:

https://medicalxpress.com/news/2022-06-neurons-glia-collaborate-neural-regeneration.html

注:本文旨在介绍医学研究进展,不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导,请至正规医院就诊。

作者:转化医学网

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