神经分化的重要调节因子

一篇刚刚发表在《中国科学生命科学》杂志上的研究报告称，铁是神经发育的强大调节剂，通过调节细胞ROS水平来精确控制神经分化，这被称为铁分化。

　　

   

   

铁是神经分化的重要因素

这项研究是由河北师范大学Yan-Zhong Chang课题组和北京师范大学Xiaoqun Wang课题组合作完成的。铁对生命很重要，缺铁会损害发育，但铁水平是否调节神经分化仍是一个谜。铁调节蛋白(IRPs)，包括IRP1和IRP2，是细胞铁稳态的主要调节因子。然而，由于IRP1和IRP2均缺乏的胎鼠具有胚胎致死性，因此很难探索IRPs在神经系统中的作用，特别是在神经发育的早期阶段。Chang Shiyang, Wang Peina以及Chang博士和Wang博士团队的同事们绕过了IRP1^−/−IRP2^−/−小鼠胚胎致死的瓶颈，生成了IRP1^−/−IRP2^−/−胚胎干细胞(ESCs)，从而评估了IRPs在神经发育中的生理意义。

研究小组发现，IRPs敲除的ESCs表现出严重的铁缺乏，同时，在神经分化过程中，Pax6-和Sox2阳性的神经元前体细胞和IRP1^−/−IRP2^−/− ESCs的Tuj1纤维也表现出明显减少。与此一致的是，体内研究表明IRP2^−/−胎鼠的IRP1敲除对神经元前体分化和神经元迁移有显著影响。铁补充可以减少IRPs缺乏对神经发育的影响，尽管过量的铁会抑制神经发育。这些发现表明铁是神经分化的关键因素。

“我们对铁如此有效地控制神经分化的能力感到非常兴奋。最令人兴奋的是，当向缺铁的ESCs补充铁时，这些ESCs可以正常分化。这可能会在未来为神经系统疾病的治疗带来新的疗法，”该研究的主要作者Chang指出。

作者进一步证明，神经分化受损的潜在机制与低铁水平和铁硫簇蛋白ISCU下调导致的活性氧(ROS)产生增加有关，进而影响干细胞的增殖和分化。因此，足够的铁对于维持正常的神经分化至关重要，这被称为铁分化。