我們都知道，大腦中最重要的是神經(jīng)元坏瞄，它們負(fù)責(zé)了我們的思考桂对、記憶、工作等重要活動(dòng)鸠匀。也正因此接校，大多數(shù)腦部疾病也是因?yàn)樯窠?jīng)元出了問(wèn)題。而大腦中的另一種含量豐富的細(xì)胞——星形膠質(zhì)細(xì)胞（astrocyte）狮崩，往往被忽視了。近年來(lái)鹿寻，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)睦柴，星形膠質(zhì)細(xì)胞在大腦發(fā)育和相關(guān)疾病中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如毡熏，缺少星形膠質(zhì)細(xì)胞的情況下坦敌，神經(jīng)元無(wú)法形成連接和信息交流。將受疾病影響的星形膠質(zhì)細(xì)胞與健康的神經(jīng)元混合，這些神經(jīng)元也將出現(xiàn)疾病跡象狱窘。而出現(xiàn)神經(jīng)發(fā)育障礙影響的神經(jīng)元與健康的星形膠質(zhì)細(xì)胞接觸杜顺，神經(jīng)元的功能將得到改善。但科學(xué)家們尚未確定這些功能究竟是由星形膠質(zhì)細(xì)胞中的哪些分子負(fù)責(zé)的蘸炸。2022年8月30日躬络，索爾克研究所的 Nicola Allen 等人在 Nature Neuroscience 期刊發(fā)表了題為：Aberrant astrocyte protein secretion contributes to altered neuronal development in multiple models of neurodevelopmental disorders 的研究論文。該研究表明搭儒，大腦中星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的一種蛋白——胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白2（IGFBP2）穷当，會(huì)干擾Rett綜合征、脆性X染色體綜合征淹禾、唐氏綜合征這些神經(jīng)發(fā)育障礙疾病小鼠模型的神經(jīng)元發(fā)育馁菜，而阻斷 IGFBP2 則可以減少小鼠大腦中的疾病跡象。
該研究的領(lǐng)導(dǎo)者 Nicola Allen 副教授表示铃岔，這些發(fā)現(xiàn)是研究大腦中所有細(xì)胞（不僅僅是神經(jīng)元）如何在神經(jīng)發(fā)育障礙中相互作用的的一部分汪疮，這為通過(guò)靶向星形膠質(zhì)細(xì)胞來(lái)治療神經(jīng)發(fā)育障礙疾病的潛在療法打開了大門。Nicola Allen在這項(xiàng)最新研究中毁习，研究團(tuán)隊(duì)從具有導(dǎo)致Rett綜合征智嚷、脆性X染色體綜合征、唐氏綜合征的基因突變小鼠或健康小鼠的發(fā)育中的大腦中分離出星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元蜓洪。然后他們確定了每組星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的1235種不同蛋白質(zhì)的水平纤勒。他們發(fā)現(xiàn)，這三種疾病小鼠模型中的每種疾病中都存在數(shù)百種蛋白質(zhì)水平異常隆檀，所有三種疾病共同擁有120種蛋白質(zhì)水平異常摇天，其中88種蛋白質(zhì)水平高于正常水平，32種蛋白質(zhì)水平低于正常水平恐仑。
該論文的第一作者 Alison Caldwell 表示泉坐，在這些疾病之間竟然有著如此多的共有的蛋白質(zhì)水平變化，而且星形膠質(zhì)細(xì)胞的蛋白質(zhì)水平出現(xiàn)了非常多的變化裳仆，這突出了星形膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)正常神經(jīng)元發(fā)育的重要性腕让。胰島素樣生長(zhǎng)因子（IGF）可以減輕患有神經(jīng)發(fā)育障礙的小鼠的疾病癥狀。長(zhǎng)期以來(lái)歧斟，科學(xué)家們一直認(rèn)為這種治療方法之所以有效纯丸，是因?yàn)樯窠?jīng)發(fā)育障礙的神經(jīng)元無(wú)法產(chǎn)生足夠的 IGF，而這項(xiàng)最新研究則提出了一個(gè)完全不同的解釋静袖。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)觉鼻，Rett綜合征、脆性X染色體綜合征队橙、唐氏綜合征的基因突變小鼠模型的星形膠質(zhì)細(xì)胞都會(huì)高水平表達(dá)胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白2（IGFBP2）坠陈，而它能夠阻斷胰島素樣生長(zhǎng)因子（IGF）萨惑。這項(xiàng)研究告訴了我們，事實(shí)上神經(jīng)元正在大量制造胰島素樣生長(zhǎng)因子（IGF）仇矾，只是它們無(wú)法到達(dá)需要的位置發(fā)揮作用庸蔼，這是因?yàn)樾切文z質(zhì)細(xì)胞制造的胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白2（IGFBP2）干擾了 IGF 的作用。進(jìn)一步研究顯示贮匕，星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的過(guò)量 IGFBP2 蛋白會(huì)減緩神經(jīng)元生長(zhǎng)姐仅，而阻斷 Rett綜合征的星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生 IGFBP2 蛋白，則會(huì)增強(qiáng)神經(jīng)元生長(zhǎng)粗合。此外萍嬉，對(duì)Rett綜合征小鼠進(jìn)行 IGFBP2 抗體治療時(shí)，它們大腦中的疾病跡象會(huì)減少隙疚。
該研究還發(fā)現(xiàn)壤追，增加的 BMP 信號(hào)是包括 IGFBP2 在內(nèi)的蛋白質(zhì)水平變化的上游影響因素，而且供屉，阻斷Rett綜合征和脆性X染色體綜合征的星形膠質(zhì)細(xì)胞中的 BMP 信號(hào)會(huì)逆轉(zhuǎn)對(duì)神經(jīng)突生長(zhǎng)的抑制作用行冰。Nicola Allen 副教授表示，將這一發(fā)現(xiàn)應(yīng)用到人類疾病治療中伶丐，還有很長(zhǎng)的路要走悼做，但這項(xiàng)研究很有希望，與其使用 IGF 進(jìn)行全身性治療哗魂，不如靶向大腦中星形膠質(zhì)細(xì)胞的 IGFBP2肛走。最后，研究團(tuán)隊(duì)表示录别，正在計(jì)劃進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)以更好地了解 IGFBP2朽色，同時(shí)也計(jì)劃進(jìn)一步研究在這些疾病模型的星形膠質(zhì)細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的其他異常表達(dá)的蛋白質(zhì)。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41593-022-01150-1
