這一發(fā)現(xiàn)可能會促進青光眼、阿爾茨海默病和其他腦部疾病的治療。

紐約大學(xué)朗格尼醫(yī)學(xué)中心官網(wǎng)10月6日消息

一項針對嚙齒動物的新研究顯示,通常滋養(yǎng)健康腦細胞(稱為神經(jīng)元)的細胞(星形膠質(zhì)細胞),在神經(jīng)元受損后會釋放有毒脂肪酸。研究人員說,這種現(xiàn)象很可能是大多數(shù)影響大腦功能的疾病以及在衰老過程中看到的腦細胞自然分解的驅(qū)動因素。

先前的研究指出星形膠質(zhì)細胞是帕金森病和失智癥等神經(jīng)退行性疾病中細胞死亡的罪魁禍首。雖然許多專家認為這些細胞會釋放一種神經(jīng)元殺傷分子來“清除”受損的腦細胞,但這種毒素的身份直到現(xiàn)在仍然是個謎。

由紐約大學(xué)格羅斯曼醫(yī)學(xué)院(NYU Grossman School of Medicine)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的這項新研究提供了他們所說的第一個證據(jù),表明組織損傷會促使星形膠質(zhì)細胞產(chǎn)生兩種脂肪,即長鏈飽和游離脂肪酸和磷脂酰膽堿。然后這些脂肪會觸發(fā)受損神經(jīng)元中的細胞死亡,這些電活性細胞在整個神經(jīng)組織中發(fā)送信息。

該研究于近日發(fā)表在《自然》(Nature)雜志上,這項研究還表明,當研究人員阻止小鼠中的脂肪酸形成時,75% 的神經(jīng)元存活下來,而當脂肪酸被允許形成時,這一比例為 10%。研究人員早期的工作表明,腦細胞在免受星形膠質(zhì)細胞攻擊時會繼續(xù)發(fā)揮作用。

研究于2021年10月6日發(fā)表在《Nature》(最新影響因子:49．962)雜志上

“我們的研究結(jié)果表明,星形膠質(zhì)細胞產(chǎn)生的有毒脂肪酸在腦細胞死亡中起著關(guān)鍵作用,并為治療甚至預(yù)防許多神經(jīng)退行性疾病提供了一個有希望的新靶點,” 該研究的資深合著者Shane Liddelow博士說。

紐約大學(xué)朗格尼醫(yī)學(xué)中心神經(jīng)科學(xué)和生理學(xué)系助理教授 Liddelow 補充說,靶向這些脂肪而不是產(chǎn)生脂肪的細胞可能是治療神經(jīng)退行性疾病的更安全方法,因為星形膠質(zhì)細胞可以滋養(yǎng)神經(jīng)細胞并清除它們的廢物。完全阻止他們工作可能會干擾健康的大腦功能。

Liddelow 說,雖然星形膠質(zhì)細胞產(chǎn)生這些毒素的原因尚不清楚,但它們可能會進化為在傷害鄰居之前破壞受損細胞。他指出,雖然健康細胞不會受到毒素的傷害,但當神經(jīng)元受到損傷、突變或被朊病毒感染時,它們就容易受到傷害。朊病毒是一種傳染性的、錯誤折疊的蛋白質(zhì),在瘋牛病和類似疾病中起主要作用。研究作者說,也許在失智癥等慢性疾病中,這個原本有用的過程會偏離軌道并成為一個問題。

在調(diào)查中,研究人員分析了從嚙齒動物身上收集的星形膠質(zhì)細胞釋放的分子。他們還對一些小鼠群體進行了基因改造,以防止有毒脂肪的正常產(chǎn)生,并觀察急性損傷后是否會發(fā)生神經(jīng)元死亡。

“我們的結(jié)果可能是迄今為止關(guān)于組織損傷如何導(dǎo)致腦細胞死亡的最詳細的分子圖譜,使研究人員能夠更好地理解為什么神經(jīng)元會在各種疾病中死亡,” Liddelow 說。

Liddelow 警告說,雖然這些發(fā)現(xiàn)很有希望,但用于阻斷小鼠體內(nèi)產(chǎn)生有毒脂肪酸的酶的基因技術(shù)還沒有準備好用于人類。因此,研究人員的下一個計劃是探索安全有效的方法來干擾人類患者體內(nèi)毒素的釋放。Liddelow 和他的同事此前曾在帕金森病、亨廷頓病和多發(fā)性硬化癥等疾病患者的大腦中顯示出這些具有神經(jīng)毒性的星形膠質(zhì)細胞。

參考文獻

Source:NYU Langone Health / NYU Grossman School of Medicine

Toxic fatty acids to blame for brain cell death after injury

Reference:

Guttenplan, K．A．, Weigel, M．K．, Prakash, P． et al． Neurotoxic reactive astrocytes induce cell death via saturated lipids． Nature, 2021 DOI: 10．1038/s41586-021-03960-y

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