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Nature:颠覆传统认知,揭示脑细胞的意外修复功能

来自杜克大学的研究人员发现,一种曾被视作中风或脑损伤后康复障碍的脑细胞——星形胶质细胞,其生成实际上可能是止血和促进修复的必要条件。损伤后大脑中的干细胞生成这些星形胶质细胞,它们迁移到损伤位点,比以前认为的更有效地促进了复原。这些来自小鼠的研究结果发表在《自然》杂志上,可能帮助开发新的治疗促进大脑修复。

论文资深作者、杜克大学细胞生物学、儿科学和神经生物学助理教授Chay T. Kuo博士说:“损伤恢复过程非常复杂。许多人关注新神经元能否刺激功能性恢复,但如果只生成神经元而不止住出血,神经元根本没有机会发挥作用。大脑在某种程度上了解这一点,因此我们认为它响应损伤生成这些独特的星形胶质细胞。”

根据美国疾病控制和预防中心统计,美国每年有超过170万人遭受创伤性脑损伤,另有79.5万人患中风。目前针对这些大脑损伤的治疗很少。

Kuo及其同事对大脑损伤后替代损失的神经元感兴趣,视之为恢复功能的手段。成熟神经元受损后无法增殖,因此多数研究致力于诱导大脑干细胞生成更多不成熟神经元来替代。然而这一策略难以实现,因为神经干细胞除生成神经元外,还可产生星形胶质细胞和少突胶质细胞。尽管这些胶质细胞对维持神经元功能至关重要,但神经干细胞增加生成星形胶质细胞一直被视为不必要的副产物,弊大于利。增殖中的星形胶质细胞分泌的蛋白可诱导组织炎症,其基因突变可导致侵袭性脑肿瘤。

在小鼠研究中,杜克大学团队获得了关于损伤后干细胞生成星形胶质细胞的意外发现。存在于出生后/成人大脑脑室下区的干细胞,可根据周围组织信号以适当比例生成神经元和胶质细胞。然而损伤后,脑室下区产生更多星形胶质细胞。重要的是,这些细胞不同于大脑其他区域生成的星形胶质细胞,它们迁移到损伤区域,帮助形成有组织结构的疤痕,终止出血,促进组织恢复。

当研究人员通过实验阻断脑损伤后脑室下区的星形胶质细胞生成时,损伤区域周围出现出血,无法愈合。

Kuo说:“我们为神经干细胞的这种灵活性感到兴奋,并想知道如何帮助损伤后的大脑。因为损伤后大脑内出血对患者是常见严重问题,这一领域的深入研究将促进开发有效治疗,加速大脑康复。”

(责任编辑:泉水)