艾滋病毒干扰大脑干细胞

　　

生物通报道：艾滋病患者的一个突出的问题就是患上一种无法集中精神并丧失正常运动能力的痴呆症。现在，来自Burnham医学研究所的研究人员发现了HIV/AIDS如何干扰成熟大脑中干细胞正常复制，这种干扰会阻碍新神经细胞的形成。

 

Stuart Lipton、Marcus Kaul、Shu-ichi Okamoto博士和同事发现一种抑制干细胞增殖并可能引发其他神经退化疾病的的新分子机制。这些发现发表在《Cell Stem Cell》杂志的网络版上。

 

一个正常的成年人的大脑，能够通过神经发生过程（即成体神经前体细胞或称干细胞的增殖和发育）部分地进行自我补充或修复。神经发生作用（Neurogenesis）过程只在大脑的特定区域发生，例如海马体的齿状回（dentate gyrus）。

 

海马体是大脑的中心处理部位，对学习和记忆至关重要。最初在培养皿中进行的细胞培养实验中，研究人员排除了HIV/gp120能诱导干细胞思维的可能性，并且证实HIV/gp120主要通过抑制干细胞增殖来起作用。接着，他们在一种特殊的小鼠模型中证实了这些结果。这种小鼠的大脑中表达了HIV/gp120。这种艾滋病－痴呆小鼠模型模拟出人类这种疾病过程中的几个重要特质。他们观察到，HIV/gp120小鼠与正常野生小鼠相同组织相比，其增殖的干细胞数量明显减少。

 

已经知道HIV/gp120能与两个受体作用，即chemokine受体，这些受体在成体神经前体/干细胞（aNPC）有表达。研究人员发现，者两种受体是源于小鼠或人类大脑组织的HIV/gp120的靶标。为了确定出HIV/gp120抑制aNPC增殖的背后机制，研究人员分析了这种蛋白质对细胞周期的影响。他们发现接触到病毒蛋白HIV/gp120的细胞停留在了细胞周期的G1期，并且细胞周期停滞。

 

研究人员发现HIV/AIDS能控制细胞周期的检查点途径来组织大脑中的干细胞分裂和增殖。其中一个这样的检查点途径受一种叫做p38 mitogen-activated protein Kinase（MAPK）调控，这种酶的活性是打断细胞周期。

 

这项研究首次确定出HIV/AIDS病毒如何抑制神经干细胞的增殖，并阻止成熟大脑中形成新的神经细胞。研究人员解释说，事实上，这种与p38 MARK酶有关的作用机制是治疗与艾滋病相关痴呆症的一个好消息，因为已经有对付这个途径的药物正在被检测治疗其他疾病的效果。（生物通雪花）

 

 

名词解释：神经发生（neurogenesis）

 

传统的观点一直认为，神经发生（neurogenesis）只存在于动物胚胎期或出生后的发育早期，然而，近二三十年来的研究结果逐步而又彻底地改变了我们对于脑发育的观念。Kaplan在1977年发现3月龄大鼠（rat, Rattus norvegicus domestica）的齿状回（dentate gyrus）和嗅球（olfactory bulb）的颗粒层存在新生神经元。20世纪80年代，Nottebohm等又在成年金丝雀（canary, Serinus canaria）的发声控制最高中枢HVC（high vocal center）中发现了新生神经元。成年动物的新生神经元可能具有多方面的功能，比如鸟类并不仅局限于鸣啭行为（与发声、学习记忆有关），可能具有更广泛的意义。也许作为一般的行为学策略，成鸟脑中神经发生反映了鸟类中枢神经系统需以较快的神经更迭速率来适应长期飞行生活。

 

“神经发生”这一过程至少包括以下几个重要内容：细胞增殖（proliferation）、迁移（migration）、分化（differentiation）和存活（survival）。动物脑中的神经发生是一种年龄依赖性事件，随着年龄增加，绝大多数脑区的神经发生下降。成年脑中的神经发生既受一些生理性因素的调节，如多种生长因子、性激素、糖皮质激素、兴奋性的神经递质等，又受一些药理学因素的调节，还受到环境及社会多种因素的调节，这种调节是复杂多变的，现在研究最多的上调因素是丰富多彩的环境（enriched environment）和复杂的经历（experience）；而下调因素则主要是应激反应（stress）。