Nature子刊：神经干细胞作用新解

刺激免疫细胞一秒钟变“超人”

斯坦福大学医学院的科学家们发现，神经前体细胞能够分泌物质促进关键大脑免疫细胞的数量和活性，提出了神经前体细胞抵御脑部损伤的一条新途径。他们的文章发表在十月二十一日的Nature Neuroscience杂志上。

　　

生物通报道：科学家们发现大脑中的神经前体细胞能够分泌物质促进大脑免疫细胞的数量和活性，这些关键性的免疫细胞对于大脑健康有着至关重要的影响。该发现大大拓展了我们对干细胞及干细胞移植作用的认识。

神经前体细胞能够再生那些受到神经退行性疾病或创伤破坏的大脑组织。现在，斯坦福大学医学院的科学家们提出了神经前体细胞抵御脑部损伤的一条新途径，在此之前还无人认识到这其中的重要性。他们的文章发表在十月二十一日的Nature Neuroscience杂志上。

“将神经干细胞移植到实验动物的大脑中，可以加速中风或神经退行性疾病后脑部的复原，”斯坦福大学医学院神经学与神经科学教授Tony Wyss-Coray博士说。“不过人们还远远没有弄清楚这一技术起作用的机制。”

哺乳动物大脑中的神经干细胞几十年也不会发生什么本质改变，它们增殖仅供所处区域的日常需要，在绝大多数的大脑区域中，并未发现神经干细胞的存在。

尽管神经干细胞对于维持大脑健康很关键，但真正的神经干细胞其实很少，比较常见的是其直系后代神经前体细胞NPC。快速分裂的NPC能够分化为包括神经元在内的多种脑细胞。如果人们受到辐射或者被药物阻碍了NPC增殖，就会引发记忆缺失（“化疗脑”）。人们正在展开研究，希望给阿尔茨海默症患者的大脑移植神经干细胞能够增强患者的记忆机能。

小胶质细胞microglia是大脑中起免疫作用的细胞，与绝大多数成熟脑细胞不同，小胶质细胞在成年期也能够增殖，尤其是在对大脑损伤做出反应时。它们能够移动到损伤位点，分泌多种“化学信号”物质，吞噬微生物入侵者或者死亡神经元。

小胶质细胞通常分布于整个大脑中，形成一个监控系统。如果这一监控系统察觉了创伤或感染等干扰信号，小胶质细胞就会开始行动。它们开始增殖和膨胀，从戴眼镜的小记者变身成为飞向事故现场的超人，并分泌杀敌物质或者呼叫增援。在这些激活的细胞中，负责清理垃圾的溶酶体大量集结，随时准备击溃病原体或者细胞残骸。

除了担任巡逻队和清道夫，小胶质细胞还会分泌出帮助神经元生长的物质，并不断修剪着不需要的神经元连接。不过和其他免疫细胞一样，小胶质细胞活性异常也是有害的。它们会开始清除健康细胞（如帕金森症）或者停止清理脑部垃圾（如阿尔茨海默症）。

Wyss-Coray及其同事通过一系列实验发现，NPC分泌的物质能够激活小胶质细胞。研究人员发现哺乳动物大脑中NPC形成新神经元的两个区域中，小胶质细胞特别多也特别活跃。研究人员将小鼠的小胶质细胞与NPC在培养基中共同孵育，两天后他们发现小胶质细胞增殖得更多，并表达了多种信号分子，细胞中的溶酶体也更多。“小胶质细胞正准备行动，”Wyss-Coray说。

他们将NPC注入到小鼠大脑本不含NPC的区域，并在另外那个大脑半球中的相应位置注入对照溶液。研究显示，大脑两边的小胶质细胞增殖情况及其活性存在显著差异，注入NPC的区域“超人”态小胶质细胞更多。而用去除了NPC的培养基液代替NPC进行实验，也出现了相似结果。显然，是NPC分泌的物质刺激了小胶质细胞的改变。

研究人员还发现，NPC比其他类型细胞分泌的血管内皮生长因子VEGF更多，VEGF是刺激血管形成且对神经元有益的热点分子。由于肿瘤快速生长需要大量血液供给，阻断VEDF的药物（如Avastin）常被用于治疗癌症。

VEGF还能促进小胶质细胞增殖，研究人员将VEGF注入小鼠大脑右半球，而左半球注入对照，其结果与之前的实验一致。而后他们用去除了VEGF和NPC的培养基进行了同样的实验，研究显示出几乎完全相反的结果。

“我们证实，NPC产生的VEGF对小胶质细胞行为有重要影响，”Wyss-Coray说。“这一发现非常重要，因为在所有神经退行性疾病中都涉及了失控的小胶质细胞。”这项研究将有望帮助人们对这些失控的小胶质细胞进行重编程。

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

Neural progenitor cells regulate microglia functions and activity

We found mouse neural progenitor cells (NPCs) to have a secretory protein profile distinct from other brain cells and to modulate microglial activation, proliferation and phagocytosis. NPC-derived vascular endothelial growth factor was necessary and sufficient to exert at least some of these effects in mice. Thus, neural precursor cells may not only be shaped by microglia, but also regulate microglia functions and activity.