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Nature:重磅!我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)星形膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)移線粒體到受損的神經(jīng)元中

在一項(xiàng)新的研究中,來自中國首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院和美國麻省總醫(yī)院/哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)小鼠大腦中的神經(jīng)元遭受線粒體損傷時(shí),星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放自身的一些線粒體來幫助修復(fù)它們。這種線粒體釋放是由一種需要CD38和環(huán)腺苷二磷酸核糖(cyclic ADP ribose, cADPR)參與的鈣離子依賴性機(jī)制調(diào)節(jié)的。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2016年7月28日那期Nature期刊上,論文標(biāo)題為“Transfer of mitochondria from astrocytes to neurons after stroke”。
 
星形膠質(zhì)細(xì)胞包圍著神經(jīng)元,給后者提供隔絕和支持。之前的研究已證實(shí)神經(jīng)元釋放出受損的線粒體,并將它們轉(zhuǎn)移到星形膠質(zhì)細(xì)胞中進(jìn)行處理和回收,這意味著星形膠質(zhì)細(xì)胞參與**受損的線粒體。4年前,美國哥倫比亞大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開展實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明骨髓干細(xì)胞提供線粒體給受損的肺細(xì)胞而有助后者恢復(fù)。
 
在這項(xiàng)新的研究中,研究人員想要知道這種相同的情形是夠可能也適用于星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元。為此,他們開展一系列測試旨在查明星形膠質(zhì)細(xì)胞是否釋放線粒體,如果確實(shí)如此的話,那么它是否有助恢復(fù)受損神經(jīng)元的健康。
 
研究人員對小鼠進(jìn)行基因改造,從而使得它們過量地產(chǎn)生一種被稱作CD38的信號酶。他們隨后發(fā)現(xiàn)當(dāng)將小鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞與受損的神經(jīng)元混合在一起時(shí),它們將自身的一些線粒體驅(qū)逐出去,而這些神經(jīng)元能夠吸附這些驅(qū)逐出來的線粒體中的一些。
 
下一步就是發(fā)現(xiàn)這種相同的情形是否真正地在活的動(dòng)物體內(nèi)發(fā)生。研究人員為此讓小鼠遭受腦損傷,然后將他們收集到的來自星形膠質(zhì)細(xì)胞的線粒體注射到損傷位點(diǎn),顯微鏡分析證實(shí)受損的神經(jīng)元確實(shí)吸附線粒體,也因此,這些神經(jīng)元要比未接受線粒體注射的受損神經(jīng)元更加健康。
 
研究人員也想知道CD38信號是否是這個(gè)修復(fù)過程發(fā)揮作用所必需的。為此,他們將干擾CD38功能的小干擾RNA(siRNA)注射到小鼠體內(nèi),結(jié)果發(fā)現(xiàn)相比于沒有接受這些干擾物質(zhì)注射的那些小鼠而言,它們的神經(jīng)元更少地吸附星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放出的線粒體,這提示著CD38是這個(gè)修復(fù)過程必不可少的一部分。
 
這些結(jié)果提示著中風(fēng)患者可能受益于CD38注射或者導(dǎo)致人體產(chǎn)生它的****,但是研究人員也迅速指出這種蛋白在全身都是非常活躍的,這意味著這類**可能導(dǎo)致大量未知的副作用。盡管還需更多研究,但是這些研究確實(shí)為**這些損傷和可能諸如帕金森病之類的**提供希望。