蛋白质如何控制大脑中神经细胞的生成

科隆大学(University of Cologne)的研究人员发现，YME1L蛋白质可以调节成年大脑中新的神经细胞的产生和神经干细胞的维持。这对于脑损伤和其他疾病后的再生治疗具有巨大的潜力。

　　

通过研究神经干细胞代谢谱的变化，科隆大学CECAD卓越老化研究集群的马泰奥·贝加米教授领导的研究团队发现，YME1L蛋白在协调细胞增殖(细胞分裂)和静止(静止状态)之间的转变中至关重要。

YME1L蛋白质负责平衡大脑神经干细胞向神经元的转换，这些神经干细胞数量有限，不能再次产生。该蛋白功能的缺陷会导致神经干细胞过早转化为特化细胞，从而长期损害神经再生。文章“线粒体蛋白酶YME1L对成人神经干细胞自我更新的代谢控制”已发表在《Cell Reports》上。

神经干细胞只存在于成年哺乳动物大脑的少数区域，在那里它们维持了整个生命周期新神经元的产生。了解神经干细胞活动是如何在这些区域被调节和维持的，对脑创伤和疾病后的再生方法具有重要意义。YME1L的突变也与人类患者的大脑紊乱和智力残疾有关。

YME1L是一种蛋白酶(一种能切割其他蛋白质的酶)，定位于线粒体，而线粒体是细胞的动力源。在其他线粒体蛋白酶中，YME1L在线粒体内蛋白质的质量控制中发挥着重要作用。通过分析YME1L已知的目标蛋白的水平，科学家们现在发现YME1L的酶活性精确地反映了神经干细胞的不同代谢状态。较高的YME1L活性标志着静止(休眠)状态，而较低的YME1L活性则与增殖状态相匹配。

YME1L活性的这种平衡是维持神经干细胞干细胞性质所必需的，因为YME1L功能的损害迫使细胞退出干细胞的状态，过早地分化成不同类型的神经细胞，导致脑组织干细胞的全面丧失。最终，这种干细胞的缺失会对大脑长期的神经生成能力产生重大影响，因为无法产生更多的神经元。

“我们的研究结果表明，一种线粒体蛋白酶的活性可以显著影响神经干细胞的命运和新神经细胞的生成速度。这些发现不仅揭示了神经干细胞生物学中的一层新调控，而且可能对携带YME1L突变的患者具有重要意义，”贝加米说。

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杂志

Cell Reports

DOI

10.1016/j.celrep.2022.110370