杜-新加坡國立大學和新加坡國立大學機械生物學研究所開展的一項合作研究通過重新激活休眠的神經干細胞并揭示涉及大腦發育的其他機制，為治療神經發育障礙帶來了新的希望。

杜克-新加坡國立大學醫學院和新加坡國立大學機械生物學研究所的研究人員發現了一種激活休眠神經干細胞的新途徑。這一發現可能為自閉癥、學習障礙和腦癱等神經發育障礙帶來創新治療方法。

在哺乳動物成年大腦中，大多數神經干細胞（源自神經系統，可以長成各種類型的腦細胞）處于休眠狀態，直到收到激活它們的特定信號。一旦被喚醒，它們就會產生新的神經元，幫助大腦修復和生長。

神經干細胞激活缺陷與衰老相關的認知衰退和神經發育障礙有關，例如小頭畸形，這是一種嬰兒的頭部比預期小得多的疾病，因為其大腦發育不正常。神經發育障礙影響全球約5%的兒童和青少年，導致認知、溝通、適應行為和心理運動技能受損。

突破性發現喚醒休眠腦神經干細胞，為自閉癥和腦癱帶來新希望

利用果蠅進行研究

為了研究這種激活，科學家們將目光轉向了果蠅。與哺乳動物類似，果蠅的神經干細胞在被喚醒之前一直處于休眠狀態。

他們的研究結果發表在《科學進展》上，表明一種名為星形膠質細胞的神經膠質細胞（傳統上認為它提供結構和營養支持）對于喚醒果蠅大腦中休眠的神經干細胞至關重要。

科學家團隊使用放大倍數為10倍的超分辨率顯微鏡檢查了果蠅休眠神經干細胞的標志性微小纖維結構。這些細微結構的直徑約為1.5μm（比人類頭發的直徑小20倍），是從細胞體延伸出來的突起，富含肌動蛋白或蛋白質細絲。一種特定類型的Formin蛋白可以激活這些細絲并使其組裝。

楊林昆博士 (Dr. Lin Kun Yang) 是這項研究的第一作者，當時他是杜克-新加坡國立大學的研究員，他說：“我們決定重點研究這一通路，因為Formin水平的變化與人類小頭癥等神經發育障礙有關。了解這一通路可以為開發治療神經發育障礙的解決方案提供新的見解。”

科學家們觀察到，星形膠質細胞會釋放一種名為“折疊原腸胚形成”或“Fog”的信號蛋白，這種蛋白會引發連鎖反應，包括激活Formin蛋白通路來控制肌動蛋白絲的運動。最終，這些過程會喚醒神經干細胞，使其脫離休眠狀態。然后，它們開始分裂，產生有助于大腦修復和發育的新神經元。

GPCR蛋白的意義

神經干細胞中的受體蛋白GPCR隨后對星形膠質細胞分泌的Fog作出反應，激活控制神經干細胞中肌動蛋白絲形成的信號通路。GPCR在基本細胞過程中發揮著重要作用。

因此，GPCR蛋白家族已成為治療各種人類疾病的主要藥物靶點：34%的FDA批準藥物針對該蛋白家族。因此，了解該信號通路如何控制神經干細胞再激活可能為利用現有藥物治療神經發育障礙提供潛在策略。

杜克-新加坡國立大學神經科學與行為障礙研究項目代理主任、該研究的資深作者王紅燕教授表示：“我們的研究成果為有關休眠神經干細胞再激活機制的有限研究增添了新知識。我們發現星形膠質細胞是神經干細胞再激活的關鍵因素，現在我們有了影響神經干細胞移植行為的新方法。”

杜克-新加坡國立大學研究高級副院長Patrick Tan教授表示：“這不僅增進了我們對星形膠質細胞如何影響腦細胞發育的根本理解，而且為推進神經系統疾病、腦老化和損傷的治療開辟了新途徑。”

科學家們目前正在研究星形膠質細胞發出的其他可能影響神經干細胞活動的信號。他們還計劃探索人類大腦發育過程中是否存在類似的機制。

杜克-新加坡國立大學是醫學研究和教育領域的領導者，致力于通過創新的科學發現改善患者護理。這項研究是該校持續努力的一部分，旨在加深對人類大腦基本機制的理解，以創造新的治療方法，特別是針對神經系統疾病患者。

參考資料：“Astrocytes control quiescent NSC reactivation via GPCR signaling–mediated F-actin remodeling” by Kun-Yang Lin, Mahekta R. Gujar, Jiaen Lin, Wei Yung Ding, Jiawen Huang, Yang Gao, Ye Sing Tan, Xiang Teng, Low Siok Lan Christine, Pakorn Kanchanawong, Yusuke Toyama and Hongyan Wang, 24 July 2024, Science Advances.

DOI: 10.1126/sciadv.adl4694

免責說明：本文僅用于傳播科普知識，分享行業觀點，不構成任何臨床診斷建議！杭吉干細胞所發布的信息不能替代醫生或藥劑師的專業建議。如有版權等疑問，請隨時聯系我。