Nature新文章解析干細胞活性調控機制
日期:2012-12-06 10:01:36
發表在《自然》(Nature)雜志上一項最新研究證實成人大腦神經干細胞是通過提高它們的脂質代謝水平來實現新神經元生長與再生的。這一新發現有可能為治療年齡或疾病相關的腦細胞死亡開啟新的治療途徑。
在成人大腦的兩個區域——側腦室腦室下區和海馬齒狀回,神經干細胞每天生成成千上萬的新神經元。這一過程稱作成人神經發生(adult neurogenesis),其對于某些形式的學習和記憶至關重要。成人神經發生受損與抑郁癥、癲癇和阿爾茨海默氏癥等多種疾病相關。
由腦科學研究所神經科學教授Sebastian Jessberger領導的研究小組現在確定了一個在成人神經發生中起至關重要作用的新機制,并證實它是神經干細胞維持終身活性的必要條件。Jessberger教授認為“這一發現將有望向我們提供一個新靶點,開發出對抗抑郁癥或神經退行性疾病的新藥。”
干細胞自身生成脂類
研究人員證實干細胞依賴于葡萄糖生成的新脂肪酸和脂類。當神經干細胞中這一信號通路的關鍵酶——脂肪酸合成酶(Fasn)被阻斷時,它們會喪失細胞分裂能力,導致新生神經元減少。
為了防止神經干細胞持續分化,該信號通路受到一種稱作Spot14的蛋白質調控,Spot14可以抑制脂質合成。控制Fasn活性非常重要,可以防止干細胞頻繁分裂,避免干細胞庫過早耗竭。令人驚訝的是,研究人員發現神經干細胞的代謝狀態似乎完全不同于中樞神經系統中的子細胞(新生神經元)和其他分裂神經。其他的細胞類型能夠從血液中攝取脂類,利用它們作為細胞膜的重要結構元件,并將其用于信號事件,及作為能量來源。
新藥潛在靶點
Jessberger研究小組的這項研究確定了一個藥理促進神經干細胞活性的新靶點,可用于治療與新生神經元水平減少相關的疾病,如抑郁癥。
論文的第一作者、Jessberger實驗室博士后Marlen Knobloch說:“目前,我們需要更詳細地了解神經干細胞處于這種不同代謝狀態的原因;為此,我們在實驗室開展了一系列的實驗,旨在通過操縱脂類代謝來促進神經發生。” “通過靶向人類大腦中的脂質代謝無疑有希望提高新生神經元的數量,” 文章的另一位第一作者Simon Braun說。
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