Cell子刊：神经元和神经胶质协同驱动脑损伤后的神经再生

我们如何促进神经再生?今天(6月17日)发表在《发育细胞》(Developmental Cell)杂志上的一项研究可能会提供一条出路。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这一过程的新机制。这些发现可能是开发促进新神经元形成的药物的第一步。

　　

   

   

图片:果蝇大脑中的神经元(红色)和脑胶质细胞(绿色)被照亮。

中风和创伤性脑损伤最具破坏性的一个方面是，我们失去的神经元永远不会被替换。这意味着，根据损伤部位的不同，患者可能会遭受关键运动或认知功能的长期损害，如语言和记忆。

但大脑确实有能力产生新的神经元。它含有一种被称为神经干细胞的特殊细胞储备，这种细胞会在组织损伤时部分激活。不幸的是，虽然许多细胞开始再生过程，但完全激活只发生在一小部分干细胞中。结果，几乎没有新生成的神经元产生，只有更少的神经元能够存活下来并在受损的部位重新生长。相反，它充满了一种被称为神经胶质的常见脑细胞，它的功能是神经系统的“胶水”。

我们如何促进神经再生?今天(6月17日)发表在《发育细胞》(Developmental Cell)杂志上的一项研究可能会提供一条出路。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这一过程的新机制。“我们已经揭示了神经干细胞是如何感知损伤并被招募来进行组织修复的。这些发现可能是开发促进脑损伤后新神经元形成的药物的第一步。”该研究的资深作者Christa Rhiner说。

细胞合作

为了了解神经再生的工作原理，莱纳的团队转向了苍蝇和老鼠的动物模型。她解释说:“就像我们的大脑一样，它们的大脑也含有神经干细胞。”“此外，许多信号分子和细胞间通信形式对人类、苍蝇和老鼠都很常见。因此，我们从这些动物模型中获得的见解可能与理解人类生理学有关。”

实验室的博士生Anabel Sim?es，一开始是问什么分子只存在于受伤的大脑区域。在几十个中，有一个特别引起了她的注意。“这就是‘游动’——一种运输蛋白，它在组织中‘游动’，帮助正常作用于局部的分子扩散。经过彻底的调查，我们了解到，游泳对于建立脑损伤的再生反应至关重要。”她解释说。

根据Sim?es的说法，下一个合乎逻辑的步骤是确定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。

Sim?es表示:“我们在受损区域的神经元中发现了Wg，这很了不起。”“这意味着神经元自身感知到组织的痛苦，并通过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块了——是谁制作了斯维姆?研究小组发现，当受伤大脑区域的氧气水平下降时，一种特定类型的神经胶质细胞开始行动。这些细胞产生游泳，并分泌到细胞外空间。然后，传送器封装Wg并将其运送到最近的干细胞，有效地打开它。

“这一机制的一个更引人注目的方面是它是协作的，”Sim?es说，“受影响大脑区域的神经元和神经胶质一起工作，促进组织修复。”

促进神经再生

该团队的研究结果揭示了一种新颖的合作机制，神经元和神经胶质“联合起来”驱动神经再生。这些结果如何帮助使这个过程更健壮?

“现在我们知道了关键的参与者是谁，以及他们如何相互沟通，我们有机会促进神经再生。首先，我们需要验证人类是否也存在类似的机制。然后，我们可以开始考虑将这些发现转化为治疗方法。”“这些结果也引发了许多后续问题，我们期待着接下来进行研究。例如，当组织愈合时，我们如何帮助新的神经元在组织中存活?这是一个迷人的旅程，我们很高兴看到我们接下来会发现什么，”她总结道。