神經(jīng)干細(xì)胞“垃圾回收”系統(tǒng)有助于神經(jīng)元再生

近日，威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的科學(xué)家進(jìn)行的一項(xiàng)新研究揭示了細(xì)胞纖維如何幫助神經(jīng)干細(xì)胞清除受損和結(jié)塊的蛋白質(zhì)，并最終促進(jìn)新神經(jīng)元的產(chǎn)生。這助理教授Darcie Moore和她的研究生Christopher Morrow一起領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)工作。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在最近的《Cell Stem Cell》雜志上。

Morrow說：“長期來看，我們希望能夠誘導(dǎo)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞來幫助中風(fēng)或其它類型神經(jīng)病變后的組織再生。”

在小鼠模型中，研究小組發(fā)現(xiàn)一種稱為波形蛋白的細(xì)胞纖維，它是神經(jīng)干細(xì)胞蛋白質(zhì)管理系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。他們發(fā)現(xiàn)波形蛋白能夠?qū)⒊蓤F(tuán)的受損蛋白質(zhì)導(dǎo)入蛋白酶體中，進(jìn)而得到清除。此前研究已經(jīng)表明，神經(jīng)干細(xì)胞在衰老過程中，或者在休眠，暴露于有毒化學(xué)物質(zhì)時(shí)會積累受損的蛋白質(zhì)。

當(dāng)神經(jīng)干細(xì)胞缺乏波形蛋白時(shí)，它們清除受損蛋白的能力會更差，受損后恢復(fù)的能力也將降低。不能產(chǎn)生波形蛋白的小鼠在年輕時(shí)從干細(xì)胞產(chǎn)生新神經(jīng)元的能力降低，這表明波形蛋白對于保持神經(jīng)干細(xì)胞在衰老過程中保持健康十分重要。

“最近的證據(jù)表明，成年哺乳動(dòng)物中存在神經(jīng)干細(xì)胞，它們只是沒有進(jìn)入細(xì)胞周期并分裂。而且我們現(xiàn)在也知道，進(jìn)入細(xì)胞周期的神經(jīng)干細(xì)胞的關(guān)鍵是清除受損蛋白。我們的研究揭示了神經(jīng)干細(xì)胞快速有效地清除蛋白質(zhì)并進(jìn)入細(xì)胞周期的機(jī)制。”

在該研究中，作者們?yōu)榱搜芯坎ㄐ蔚鞍自诘鞍踪|(zhì)回收降解過程中的作用，通過熒光標(biāo)記物標(biāo)記了上述纖維蛋白，還對無法產(chǎn)生波形蛋白的小鼠模型進(jìn)行了研究。

他看到，盡管神經(jīng)干細(xì)胞仍可以在沒有波形蛋白的情況下標(biāo)記并濃縮受損的蛋白質(zhì)，但他們需要波形蛋白才能將蛋白酶體帶到正確的位置，以清除受損的蛋白質(zhì)團(tuán)塊。隨著處理積累的蛋白質(zhì)的能力降低，神經(jīng)干細(xì)胞產(chǎn)生新的神經(jīng)元的能力隨之下降。