
神经胶质细胞在脑部发挥着至关重要的支持和滋养作用。其中一种因其星形外观而得名的星形胶质细胞(astrocytes),对健康的神经元功能尤为重要。星形胶质细胞不仅为神经细胞提供营养,还协助调控血流,并支持脑组织的整体健康。
长期以来,科学家们普遍认为,一旦星形胶质细胞被破坏,成年脑就无法完全将其替换。这种损失可能发生在脑损伤后,或在某些自身免疫性疾病中,例如罕见的视神经脊髓炎谱系障碍(neuromyelitis optica spectrum disorder),在这种疾病中,机体自身的抗体会攻击并破坏星形胶质细胞。
【再生性星形胶质细胞重塑受损脑组织】
然而,由苏黎世大学(UZH)药理学与毒理学研究所的共同第一作者Marina Herwerth和Matthias Wyss领导、Bruno Weber教授团队负责的一项研究,对这一长期存在的观点提出了挑战。研究团队在活体小鼠的大脑中识别出一种特殊的“再生性”星形胶质细胞群。
这些细胞聚集在受损脑区域的边缘,并协助重建失去的星形胶质细胞网络。Weber教授指出:“我们研究的发现揭示了成年脑一种此前未知的自我修复能力。它们为支持涉及星形胶质细胞损失的疾病康复指明了新的方向。”
【新细胞核长距离迁移至受损区域】
为了追踪修复过程,研究人员利用双光子显微镜(two-photon microscopy)对活体小鼠的大脑进行了长达数周的实时观察。他们还追踪了大脑不同区域中哪些基因变得活跃。通过这些方法,团队成功识别出负责修复受损组织的星形胶质细胞。
这些再生细胞不仅仅是简单地分裂。它们还执行一个不同寻常的过程:新形成的子细胞核通过星形胶质细胞内部,长距离迁移到受损区域。正如Weber教授所解释的:“它们将新形成的子细胞核长距离滑行,以重新填充大脑的受损区域,并将星形胶质细胞网络重新连接起来。”
【脑再生的新靶点】
细胞核能够通过成年星形胶质细胞的长延伸结构迁移到受损组织中的发现,为科学家们理解大脑在某些类型损伤后如何组织自身修复增添了新的维度。
如果研究人员最终能够学会如何选择性地激活这些修复机制,他们就有望促进受损脑组织更有效的恢复,重建星形胶质细胞网络,并改善某些脑部疾病的康复。该团队还识别出许多在修复过程中暂时活跃的基因和信号通路。这些生物信号可能为未来影响疾病或损伤后再生提供潜在的靶点。
“我们成功识别了在修复过程中暂时激活的众多基因和信号通路。它们未来可以作为影响疾病和损伤后再生过程的起点,”Weber教授强调。