果蝇中两种高尔基体蛋白或可激活休眠的神经干细胞
2024-01-03GujarMR
据Gujar MR 2023 年8 月10 日[Dev Cell,2023 Aug 10.S1534-5807(23)00356-8.]报道,杜克-新加坡国立大学医学院的研究人员发现了果蝇休眠神经干细胞(neural stem cell,NSC)中受伤细胞突起的再生能力。这一发现将果蝇NSC 确立为揭示神经元再生秘密的强大新模型。
该研究首次证实果蝇休眠NSC 中被切断的细胞突起可以再生。 然而,这种能力会随着年龄的增长而下降,这反映了随着年龄增长哺乳动物神经元再生受损连接的能力有限。 研究发现,高尔基体——一种处理蛋白并将它们送往目的地的细胞器——作为休眠NSC 的微管组织中心,对这种再生能力非常重要。 微管为细胞提供结构,在细胞内运输物质,促进细胞分裂和生长,并允许果蝇发出神经元信号。 两种高尔基体蛋白Arf1 和Sec71,它们与微管结合蛋白Msps/XMAP215 结合,启动了NSC 中微管的生长,从而激活了休眠干细胞。 同一研究小组的相关研究还揭示了微管结合蛋白Patronin 与Arf1 和Sec71 在唤醒果蝇休眠NSC 中的关键作用。他们还发现了两种高尔基体蛋白Arf1 和Sec71 与微管结合蛋白Msps/XMAP215 结合在一起,对于重新激活休眠的NSC 非常重要;此外,这种结合启动NSC 中的微管生长从而激活休眠的NSC,也同样重要。
该研究结果表明了一种涉及高尔基体蛋白Arf1 和Sec71 及微管调控因子Patronin/CAMSAP 和Msps 的新型途径, 这种途径可以将休眠的NSC 转换为活跃的增殖状态。 这揭示了大脑中休眠的NSC 如何被重新激活,并可能带来刺激NSC 激活以治疗损伤或神经退行性疾病的新方法。
研究人员发现,高尔基体是再生的关键,它引导受损的NSC 突起重新生长。Arf1、Sec71、Msps 和Patronin 促成了这一修复过程,而Arf1 水平的升高则能够促进再生。 果蝇NSC 再生与哺乳动物受损神经元再生之间的相似之处非常明显。 通过建立果蝇NSC 作为研究再生的新模型,可以进行基因筛选,系统地确定能够克服损伤后与年龄相关的再生障碍的因子。这一突破可能会开启新的治疗策略,刺激衰老的人类大脑中的神经元再生。