Nature新文章解析干细胞活性调控机制

　　

生物通报道  发表在《自然》（Nature）杂志上一项最新研究证实成人大脑神经干细胞是通过提高它们的脂质代谢水平来实现新神经元生长与再生的。这一新发现有可能为治疗年龄或疾病相关的脑细胞死亡开启新的治疗途径。

在成人大脑的两个区域——侧脑室脑室下区和海马齿状回，神经干细胞每天生成成千上万的新神经元。这一过程称作成人神经发生（adult neurogenesis），其对于某些形式的学习和记忆至关重要。成人神经发生受损与抑郁症、癫痫和阿尔茨海默氏症等多种疾病相关。

由脑科学研究所神经科学教授Sebastian Jessberger领导的研究小组现在确定了一个在成人神经发生中起至关重要作用的新机制，并证实它是神经干细胞维持终身活性的必要条件。Jessberger教授认为“这一发现将有望向我们提供一个新靶点，开发出对抗抑郁症或神经退行性疾病的新药。”

干细胞自身生成脂类

研究人员证实干细胞依赖于葡萄糖生成的新脂肪酸和脂类。当神经干细胞中这一信号通路的关键酶——脂肪酸合成酶(Fasn)被阻断时，它们会丧失细胞分裂能力，导致新生神经元减少。

为了防止神经干细胞持续分化，该信号通路受到一种称作Spot14的蛋白质调控，Spot14可以抑制脂质合成。控制Fasn活性非常重要，可以防止干细胞频繁分裂，避免干细胞库过早耗竭。令人惊讶的是，研究人员发现神经干细胞的代谢状态似乎完全不同于中枢神经系统中的子细胞（新生神经元）和其他分裂神经。其他的细胞类型能够从血液中摄取脂类，利用它们作为细胞膜的重要结构元件，并将其用于信号事件，及作为能量来源。

新药潜在靶点

Jessberger研究小组的这项研究确定了一个药理促进神经干细胞活性的新靶点，可用于治疗与新生神经元水平减少相关的疾病，如抑郁症。

论文的第一作者、Jessberger实验室博士后Marlen Knobloch说：“目前，我们需要更详细地了解神经干细胞处于这种不同代谢状态的原因；为此，我们在实验室开展了一系列的实验，旨在通过操纵脂类代谢来促进神经发生。” “通过靶向人类大脑中的脂质代谢无疑有希望提高新生神经元的数量，” 文章的另一位第一作者Simon Braun说。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Metabolic control of adult neural stem cell activity by Fasn-dependent lipogenesis

Mechanisms controlling the proliferative activity of neural stem and progenitor cells (NSPCs) have a pivotal role to ensure life-long neurogenesis in the mammalian brain1. How metabolic programs are coupled with NSPC activity remains unknown. Here we show that fatty acid synthase (Fasn), the key enzyme of de novo lipogenesis2, is highly active in adult NSPCs and that conditional deletion of Fasn in mouse NSPCs impairs adult neurogenesis. The rate of de novo lipid synthesis and subsequent proliferation of NSPCs is regulated by Spot14, a gene previously implicated in lipid metabolism3, 4, 5, that we found to be selectively expressed in low proliferating adult NSPCs. Spot14 reduces the availability of malonyl-CoA6, which is an essential substrate for Fasn to fuel lipogenesis. Thus, we identify here a functional coupling between the regulation of lipid metabolism and adult NSPC proliferation.