综述:中枢神经系统髓鞘的结构及其形成的另一种可能驱动力——髓鞘压实

【字体: 时间:2025年05月04日 来源:Journal of Zhejiang University-SCIENCE B 4.7

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  这篇综述深入探讨了中枢神经系统(CNS)髓鞘的结构、关键分子及形成机制,创新性提出“膜压实作用可能是髓鞘延伸的驱动力”假说,为理解髓鞘功能障碍相关疾病(如多发性硬化症)的病理机制及治疗策略提供了新视角。研究强调髓鞘(myelin)在神经信号跳跃式传导中的核心作用,并指出其退化与年龄相关的神经认知障碍密切相关。

  

髓鞘:神经系统的“超高速绝缘层”

作为脊椎动物神经系统的终极进化“发明”,髓鞘(myelin)通过形成多层膜结构实现神经冲动的跳跃式传导(saltatory conduction),使人类运动、感知和认知功能成为可能。中枢神经系统的白质正是髓鞘的“大本营”,其异常变化与多种神经退行性疾病直接相关。

结构与分子基础

髓鞘由少突胶质细胞(oligodendrocytes)反复包裹轴突形成,主要成分包括髓鞘碱性蛋白(MBP)、蛋白脂质蛋白(PLP)等。这些分子通过疏水相互作用形成紧密的膜层结构,其中MBP在维持髓鞘稳定性中起关键作用。值得注意的是,髓鞘的周期性带状结构(如主致密线major dense line)暗示其形成可能依赖物理化学力的动态平衡。

新假说:膜压实驱动的延伸机制

传统理论认为髓鞘延伸依赖细胞骨架动力,而本研究提出突破性观点——髓鞘膜自身的压实(compaction)过程可能产生机械力,推动髓鞘层状结构的扩展。这一假说得到以下证据支持:

  1. 髓鞘膜间存在强烈的疏水相互作用,压实过程中释放的能量可能转化为延伸动力;
  2. 实验观察到髓鞘生长前沿存在局部高压区,与力学驱动模型吻合;
  3. 数学模型显示膜压实产生的表面张力差足以克服细胞膜弯曲阻力。

疾病关联与治疗启示

髓鞘异常与多发性硬化症(MS)、阿尔茨海默病等密切相关。年龄增长导致白质髓鞘退化,引发认知障碍。新假说为干预策略提供新思路:

  • 靶向膜压实相关分子(如MBP磷酸化修饰)可能调节髓鞘再生;
  • 机械力敏感通道的发现或为药物开发提供新靶点;
  • 纳米材料模拟膜压实力学特性有望成为修复工具。

未来展望

尽管髓鞘研究已取得重大进展,其形成动力学、退化触发机制等仍是未解之谜。将生物物理学与分子生物学交叉融合,或可揭开更多髓鞘相关疾病的治疗密码。

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