Nature：打破傳統(tǒng)認(rèn)知，揭示重要細(xì)胞全新功能

日期：2012-07-13 07:58:11

來(lái)自約翰霍普金斯大學(xué)的研究人員稱他們發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為在神經(jīng)元“觸發(fā)”信號(hào)時(shí)僅對(duì)它們起絕緣作用的中樞神經(jīng)系統(tǒng)少突膠質(zhì)細(xì)胞出乎意料對(duì)神經(jīng)元的存活也至關(guān)重要。損害這些絕緣體似乎促成了諸如肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）等神經(jīng)退行性疾病中的腦損傷。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)發(fā)布在7月11日的《自然》（Nature）雜志上。

ALS又稱作又名為葛雷克氏癥(Lou Gehrigs disease)，也就是俗稱的漸凍人癥，是因?yàn)槊绹?guó)歷史上著名的棒球手Lou Gehrig患有此病而得名。

研究人員說(shuō)這一研究發(fā)現(xiàn)揭示了少突膠質(zhì)細(xì)胞一種從前未知的意外的功能：為主要的腦細(xì)胞神經(jīng)元提供營(yíng)養(yǎng)。這一新信號(hào)通路有可能是治療ALS以及其他攻擊機(jī)體神經(jīng)纖維如多發(fā)性硬化癥等疾病的一個(gè)重要的新靶點(diǎn)。

“在發(fā)現(xiàn)它們的一百多年后，我們現(xiàn)在找到了少突膠質(zhì)細(xì)胞在腦中運(yùn)作方式的一個(gè)全新的特性，為開(kāi)發(fā)出新方法來(lái)嘗試治療這些令人衰弱的神經(jīng)退行性疾病奠定了基礎(chǔ)。我們?yōu)樗鼈冊(cè)谀X中的功能添加了全新的目錄，”該研究的領(lǐng)導(dǎo)者、約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)病學(xué)和神經(jīng)科學(xué)教授Jeffrey D. Rothstein博士說(shuō)。

神經(jīng)元通過(guò)在彼此間傳遞電荷而發(fā)揮功能，負(fù)責(zé)將信息和電脈沖傳遞至全身。軸突幫助傳遞信息，在某些情況下從一個(gè)細(xì)胞到另一個(gè)細(xì)胞超越數(shù)尺。少突膠質(zhì)細(xì)胞像包繞電線的橡膠涂層一樣隔絕軸突，加速信號(hào)信息傳導(dǎo)。軸突死亡是肌萎縮側(cè)索硬化癥和其他大多數(shù)神經(jīng)退行性疾病的一個(gè)標(biāo)志，Rothstein說(shuō)。

Rothstein和他的同事們說(shuō)另一種重要的腦細(xì)胞星形膠質(zhì)細(xì)胞被認(rèn)為主要負(fù)責(zé)以葡萄糖的形式向神經(jīng)元提供能量，但是他們的實(shí)驗(yàn)表明少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)揮了令人驚訝的至關(guān)重要的作用，以一種少能量的乳酸形式補(bǔ)給了神經(jīng)元，缺乏它神經(jīng)元和軸突就會(huì)死亡。乳酸長(zhǎng)期被視為是這一過(guò)程中的一個(gè)次要作用因子，然而約翰霍普金斯大學(xué)的研究人員說(shuō)，它對(duì)于神經(jīng)細(xì)胞存活似乎更為重要。此外，他們還發(fā)現(xiàn)腦中的主要乳酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MCT1只存在于少突膠質(zhì)細(xì)胞中。

Rothstein說(shuō)他們的研究發(fā)現(xiàn)是根源于科學(xué)家們的小鼠實(shí)驗(yàn)。他們?cè)谛∈笾星贸幋aMCT1蛋白的基因，發(fā)現(xiàn)軸突開(kāi)始死亡，即便它們?nèi)匀猾@得了足量的葡萄糖。

作為這些實(shí)驗(yàn)的一部分，研究人員操作了小鼠使在表達(dá)MCT1時(shí)細(xì)胞能夠發(fā)光。科學(xué)家們隨后確定只有少突膠質(zhì)細(xì)胞能夠發(fā)亮，表明MCTI只定位在這種類型的細(xì)胞中。他們還在細(xì)胞培養(yǎng)物中敲除了MCT1，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元開(kāi)始死亡，而當(dāng)供給乳酸時(shí)就能使神經(jīng)元恢復(fù)，證明了MCT1在提供這種營(yíng)養(yǎng)化合物中的重要性。他們?cè)谛∈笾姓归_(kāi)了同樣的實(shí)驗(yàn)，并得到了相似的結(jié)果。

最后，研究人員將注意力轉(zhuǎn)向了肌萎縮側(cè)索硬化癥，他們?cè)诮诘难芯恐薪沂玖思膊〉漠惓Ｅc少突膠質(zhì)細(xì)胞相關(guān)。在ALS小鼠中，他們發(fā)現(xiàn)疾病形成前腦細(xì)胞中就在喪失MCT1，他們?cè)?/SPAN>ALS患者中發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果。Rothstein說(shuō)這些研究結(jié)果表明少突膠質(zhì)細(xì)胞損傷特異性地?fù)p傷了生成MCT1的機(jī)制，有可能是ALS發(fā)病和進(jìn)程中的一個(gè)重要事件。