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综述:神经元周围网络在正常脑生理、衰老及多种疾病病理中的作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月22日 来源:Ageing Research Reviews 12.5
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这篇综述系统阐述了神经元周围网络(PNNs)作为中枢神经系统(CNS)特殊细胞外基质(ECM)的结构特征与功能机制,聚焦其在神经可塑性、记忆调控及衰老相关疾病(如阿尔茨海默病AD、帕金森病PD)中的动态变化,并探讨了基于基因编辑(CRISPR-Cas9)、纳米技术和生物材料的靶向治疗策略。
神经元周围网络:脑功能守护者与疾病干预新靶点
分布与结构特征
神经元周围网络(PNNs)是中枢神经系统中高度浓缩的细胞外基质(ECM),首次由Camillo Golgi于1898年发现。其主要成分包括硫酸软骨素蛋白聚糖(CSPGs)、透明质酸(HA)、腱生蛋白等,其中CSPGs通过Wisteria floribunda凝集素(WFA)标记的N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)残基可被特异性识别。PNNs在哺乳动物出生后的关键可塑性期快速形成,并在成年后维持相对稳定。
生理功能:从可塑性到神经保护
PNNs通过物理屏障和化学信号双重机制调控神经可塑性。高密度PNNs会限制新突触形成,影响记忆编码;低密度则可能损害现有突触稳定性。研究显示,PNNs与小清蛋白阳性(PV+)中间神经元的功能密切相关,后者对脑发育和感觉信息处理至关重要。此外,PNNs的硫酸化模式变化直接影响记忆形成与维持,成为衰老过程中认知衰退的关键因素之一。
衰老与疾病中的异常变化
在阿尔茨海默病(AD)中,PNNs的降解加速与β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积相互促进;帕金森病(PD)患者黑质区PNNs显著减少,可能导致多巴胺神经元易损性增加。精神分裂症和药物成瘾模型中也观察到PNNs的异常表达,提示其参与奖赏回路和突触稳态失调。
治疗策略:从基因到材料
CRISPR-Cas9基因编辑技术可通过调控ECM相关基因(如MMPs、HAS)恢复PNNs动态平衡。纳米载体可递送酶抑制剂(如软骨素酶ABC)选择性降解病理状态下的PNNs,而生物材料支架则能模拟PNNs结构以支持神经再生。
未来展望
PNNs的动态平衡机制及其在疾病中的特异性变化仍需深入探索。结合多组学技术和靶向递送系统,PNNs干预策略或将成为神经退行性疾病和精神病治疗的新突破口。
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