Nature子刊：神經干細胞作用新解

日期：2012-10-23 08:18:07

科學家們發(fā)現(xiàn)大腦中的神經前體細胞能夠分泌物質促進大腦免疫細胞的數量和活性，這些關鍵性的免疫細胞對于大腦健康有著至關重要的影響。該發(fā)現(xiàn)大大拓展了我們對干細胞及干細胞移植作用的認識。

神經前體細胞能夠再生那些受到神經退行性疾病或創(chuàng)傷破壞的大腦組織。現(xiàn)在，斯坦福大學醫(yī)學院的科學家們提出了神經前體細胞抵御腦部損傷的一條新途徑，在此之前還無人認識到這其中的重要性。他們的文章發(fā)表在十月二十一日的Nature Neuroscience雜志上。

“將神經干細胞移植到實驗動物的大腦中，可以加速中風或神經退行性疾病后腦部的復原，”斯坦福大學醫(yī)學院神經學與神經科學教授Tony Wyss-Coray博士說。“不過人們還遠遠沒有弄清楚這一技術起作用的機制。”

哺乳動物大腦中的神經干細胞幾十年也不會發(fā)生什么本質改變，它們增殖僅供所處區(qū)域的日常需要，在絕大多數的大腦區(qū)域中，并未發(fā)現(xiàn)神經干細胞的存在。

盡管神經干細胞對于維持大腦健康很關鍵，但真正的神經干細胞其實很少，比較常見的是其直系后代神經前體細胞NPC。快速分裂的NPC能夠分化為包括神經元在內的多種腦細胞。如果人們受到輻射或者被藥物阻礙了NPC增殖，就會引發(fā)記憶缺失（“化療腦”）。人們正在展開研究，希望給阿爾茨海默癥患者的大腦移植神經干細胞能夠增強患者的記憶機能。

小膠質細胞microglia是大腦中起免疫作用的細胞，與絕大多數成熟腦細胞不同，小膠質細胞在成年期也能夠增殖，尤其是在對大腦損傷做出反應時。它們能夠移動到損傷位點，分泌多種“化學信號”物質，吞噬微生物入侵者或者死亡神經元。

小膠質細胞通常分布于整個大腦中，形成一個監(jiān)控系統(tǒng)。如果這一監(jiān)控系統(tǒng)察覺了創(chuàng)傷或感染等干擾信號，小膠質細胞就會開始行動。它們開始增殖和膨脹，從戴眼鏡的小記者變身成為飛向事故現(xiàn)場的超人，并分泌殺敵物質或者呼叫增援。在這些激活的細胞中，負責清理垃圾的溶酶體大量集結，隨時準備擊潰病原體或者細胞殘骸。

除了擔任巡邏隊和清道夫，小膠質細胞還會分泌出幫助神經元生長的物質，并不斷修剪著不需要的神經元連接。不過和其他免疫細胞一樣，小膠質細胞活性異常也是有害的。它們會開始清除健康細胞（如帕金森癥）或者停止清理腦部垃圾（如阿爾茨海默癥）。

Wyss-Coray及其同事通過一系列實驗發(fā)現(xiàn)，NPC分泌的物質能夠激活小膠質細胞。研究人員發(fā)現(xiàn)哺乳動物大腦中NPC形成新神經元的兩個區(qū)域中，小膠質細胞特別多也特別活躍。研究人員將小鼠的小膠質細胞與NPC在培養(yǎng)基中共同孵育，兩天后他們發(fā)現(xiàn)小膠質細胞增殖得更多，并表達了多種信號分子，細胞中的溶酶體也更多。“小膠質細胞正準備行動，”Wyss-Coray說。

他們將NPC注入到小鼠大腦本不含NPC的區(qū)域，并在另外那個大腦半球中的相應位置注入對照溶液。研究顯示，大腦兩邊的小膠質細胞增殖情況及其活性存在顯著差異，注入NPC的區(qū)域“超人”態(tài)小膠質細胞更多。而用去除了NPC的培養(yǎng)基液代替NPC進行實驗，也出現(xiàn)了相似結果。顯然，是NPC分泌的物質刺激了小膠質細胞的改變。