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综述:启动神经再生引擎:星形胶质细胞直接重编程为神经元的机制与策略概述
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月18日 来源:Ageing Research Reviews 12.5
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这篇综述创新性地提出"汽车启动"模型,系统阐释了将星形胶质细胞(astrocytes)直接重编程为神经元(iNs)的分子机制。通过抑制Notch/Wnt通路(松手刹)、沉默转录抑制因子(松脚刹)、激活神经特异性基因(踩油门)三重策略,结合代谢重编程(燃料供给),为神经退行性疾病(NDDs)如阿尔茨海默病(AD)和帕金森病(PD)提供了突破性再生治疗方案。
Abstract
衰老过程中成人神经发生和神经元功能的衰退是神经退行性疾病(NDDs)发生发展的基础。传统疗法如神经递质调节剂和靶向致病蛋白的抗体仅能改善症状。作为大脑中最丰富的胶质细胞,星形胶质细胞数量是神经元的五倍,其增殖和转分化潜力使其成为原位神经元替代的理想候选者。直接重编程技术通过"汽车启动"模型实现命运转换:抑制非神经元命运通路(松手刹)、沉默转录抑制因子(松脚刹)、激活神经元特异性基因(踩油门),同时克服细胞代谢障碍。病毒/非病毒载体递送重编程因子,小分子化合物则作为代谢和表观遗传燃料提升效率。
Introduction
NDDs伴随进行性神经元丢失,预计2035年患者数量将比2005年翻倍。星形胶质细胞占中枢神经系统(CNS)体积的25%,通过维持离子平衡(Ca2+
、K+
等)、血脑屏障(BBB)完整性和分泌脑源性神经营养因子(BDNF)等发挥关键作用。反应性星形胶质增生可形成胶质瘢痕,早期限制炎症扩散,后期阻碍神经修复。由于星形胶质细胞与神经元共享放射状胶质细胞起源,其表观遗传和转录谱相似性使得仅需少量转录因子即可诱导特定神经元亚型。
The decline of neurogenesis and neurodegenerative disorders during aging
成人神经发生主要存在于海马齿状回颗粒下层(SGZ)和侧脑室室管膜下区(SVZ)。衰老过程中,神经干细胞(NSCs)微环境改变导致神经发生减少,与NDDs密切相关。
Inhibition of non-neuronal fate through attenuated pathways
Notch和Wnt通路是维持NSCs向胶质细胞分化的关键"手刹"机制。抑制Notch效应分子Hes1/5可促进神经元分化,而阻断Wnt/β-catenin信号则能解除对神经发生的抑制。
Discussion
体内重编程避免了移植手术风险,但衰老星形胶质细胞的线粒体功能障碍和活性氧(ROS)积累可能影响重编程效率。通过代谢干预(如补充α-酮戊二酸)可优化转化过程。
Conclusion
"汽车启动"模型形象概括了重编程的三个关键步骤:解除命运限制(松刹)、激活神经程序(加油)、克服代谢障碍(供能)。该策略为AD、PD等NDDs提供了极具前景的再生医学解决方案,未来需进一步优化递送系统和安全性评估。
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