Nature:受伤后脑细胞死亡的罪魁祸首是有毒脂肪酸

【字体: 时间:2021年10月12日 来源:Nature

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  一项对啮齿动物的新研究表明,神经元细胞通常滋养健康的脑细胞,在神经元受损后会释放有毒的脂肪酸。研究人员说,这种现象可能是大多数(如果不是全部的话)影响大脑功能的疾病以及衰老过程中脑细胞的自然分解背后的驱动因素。

  

一项对啮齿动物的新研究表明,神经元细胞通常滋养健康的脑细胞,在神经元受损后会释放有毒的脂肪酸。研究人员说,这种现象可能是大多数(如果不是全部的话)影响大脑功能的疾病以及衰老过程中脑细胞的自然分解背后的驱动因素。

之前的研究已经指出星形胶质细胞——一种中央神经系统的星形胶质细胞——是帕金森氏症、痴呆和其他神经退行性疾病中细胞死亡的罪魁祸首。虽然许多专家认为这些细胞释放了一种杀死神经元的分子来“清除”受损的脑细胞,但这种毒素的身份至今仍是个谜。

由纽约大学格罗斯曼医学院(Grossman School of Medicine)的研究人员领导的这项新研究提供了他们所说的第一个证据,证明组织损伤促使星形胶质细胞产生两种脂肪:长链饱和游离脂肪酸和磷脂酰胆碱。这些脂肪会触发受损神经元的细胞死亡,这些神经元是电活性细胞,会向整个神经组织发送信息。

10月6日发表在《自然》(Nature)杂志上的这项研究还表明,当研究人员阻止老鼠体内脂肪酸的形成时,75%的神经元存活了下来,而允许脂肪酸形成时,只有10%的神经元存活了下来。研究人员早期的工作表明,当屏蔽星形胶质细胞攻击时,脑细胞继续发挥作用。

“我们的研究结果表明,星形胶质细胞产生的有毒脂肪酸在脑细胞死亡中发挥了关键作用,并为治疗甚至预防许多神经退行性疾病提供了一个有希望的新靶点,”该研究的资深合著者Shane Liddelow博士说。

利德洛是纽约大学朗格尼健康学院神经科学和生理系的助理教授,他补充说,针对这些脂肪而不是产生它们的细胞可能是治疗神经退行性疾病的更安全的方法,因为星形胶质细胞滋养神经细胞,并清除它们的废物。阻止它们一起工作可能会干扰健康的大脑功能。

Liddelow说,尽管星形胶质细胞产生这些毒素的原因尚不清楚,但它们可能进化到在受损细胞伤害其邻居之前就摧毁受损细胞。他指出,虽然健康的细胞不会受到毒素的伤害,但当神经元受到损伤、突变或被朊病毒感染时,它们就容易受到伤害。朊病毒是一种传染性的、错误折叠的蛋白质,在疯牛病和类似疾病中起主要作用。该研究的作者说,也许对于像痴呆症这样的慢性疾病来说,这个原本有益的过程偏离了轨道,变成了一个问题。

为了进行调查,研究人员分析了从啮齿动物身上收集的星形胶质细胞释放的分子。他们还对一些老鼠进行了基因改造,以防止有毒脂肪的正常产生,并观察急性损伤后是否会出现神经元死亡。

“我们的研究结果提供了可能是迄今为止组织损伤如何导致脑细胞死亡的最详细的分子图谱,使研究人员能够更好地理解神经元在各种疾病中死亡的原因,”Liddelow说,他也是纽约大学朗格尼眼科的助理教授。

Liddelow警告说,虽然这些发现很有希望,但用于阻止小鼠体内产生有毒脂肪酸的酶的基因技术还不能用于人类。因此,研究人员的下一个计划是探索安全有效的方法来干扰人体中毒素的释放。Liddelow和他的同事们之前曾在帕金森氏症、亨廷顿舞蹈症和多发性硬化症等疾病患者的大脑中发现了这些神经毒性星形胶质细胞。

文章标题

Neurotoxic reactive astrocytes induce cell death via saturated

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