一种压力激素可能帮助大脑自我修复
当实验室小鼠经历脑损伤时,例如注射后,Jan Deussing反复注意到相同的反应。在受损区域周围出现并活跃了一组特定的细胞。尽管Deussing是一位研究小组负责人和经验丰富的神经生物学家,曾多次观察到这一现象,但他并不知道具体涉及哪种类型的细胞。这一谜团成为了一位硕士研究生的理想研究问题。Clemens Ries最近加入了马克斯·普朗克精神病学研究所,作为实习生,接近生物学学位的结束,他接受了这一挑战。 使用小鼠模型,Ries系统地测试了所有已知细胞类型的标记。只有一种产生了反应:寡突胶质细胞前体细胞(OPCs)的标记。这些前体细胞可以成熟为产生包裹轴突的髓鞘的寡突胶质细胞。轴突是神经细胞的延伸,使神经元能够相互交流。髓鞘的作用类似于电缆周围的绝缘材料。它支持高效的信息传递,并帮助向轴突提供营养,使其对健康的大脑功能至关重要。髓鞘的损伤可能会产生严重后果。在多发性硬化症(MS)等自身免疫性疾病中,保护性涂层会被破坏。身体损伤也可能损害髓鞘,在严重情况下,结果损伤可能导致整个神经元的死亡。因此,恢复受影响轴突周围的髓鞘是大脑对损伤反应的一个重要部分。 意外的压力激素在受伤后出现 Ries最初为他的硕士论文研究了新确定的细胞。他说:“这个主题变得如此令人兴奋,以至于它成为了我的博士论文。”他的后续研究表明,这些前体细胞在脑伤口的边缘急剧增殖。大多数细胞随后继续成熟,最终成为能够产生新髓鞘的寡突胶质细胞。但Ries和Deussing也发现了之前未知的东西。在受损的组织附近,大约三分之一的OPCs激活了促肾上腺皮质激素释放激素(CRH),这是一种在调节身体压力反应中起核心作用的激素。研究人员之前并不知道OPCs可以产生CRH等神经肽。研究结果已经发表在著名的《细胞报告》期刊上。CRH反应的开始非常迅速。仅在受伤后几个小时内就能检测到其产生,但大约三天后又停止。这种短暂而迅速的爆发表明CRH在愈合反应的最初阶段起着重要作用。 CRH有助于控制髓鞘修复的时机 CRH的两种已知受体之一在这个过程中似乎也起着核心作用。CRH受体1存在于另一群OPCs上,允许这些细胞对释放的CRH作出反应。当缺乏CRHR1时,OPCs在受伤后会更快增殖。然而,这一初始增加并没有转化为更好的修复。最终,成熟的寡突胶质细胞的产生和保留减少。这些发现表明CRH帮助调节OPC成熟的时机。这一时机对于产生足够的成熟寡突胶质细胞以正确恢复受损的髓鞘至关重要。 相同的系统塑造着发育中的大脑 OPCs在受伤后的重要性不止于此。它们在大脑成熟过程中也发挥着重要作用。大部分的髓鞘形成发生在出生后,并持续到年轻成人期。由于即使在没有受伤的情况下CRH受体1仍然存在于OPCs上,Ries和Deussing开始思考这一受体是否也可能影响正常大脑发育中的髓鞘形成。与其他研究人员合作,他们使用几种不同的方法在其他小鼠模型中检查髓鞘形成。他们发现缺乏CRH受体1的小鼠在发育的早期阶段产生了更多的OPCs。这些变化随着年龄增长并未消失。相反,它们对大脑结构产生了持久影响。在成年大脑中,研究人员检测到髓鞘形成的变化,这可以追溯到更厚的髓鞘,特别是在细轴突周围。结果表明,OPCs上的CRH受体1不仅在受伤后修复髓鞘中发挥重要作用,还在髓鞘最初的发展中起着调节作用。 CRH在发育过程中来自哪里? 在受伤后,OPCs自身通过产生和释放CRH作出反应。而在大脑发育中提出了一个不同的问题:当大脑正常成熟时,压力激素来自哪里?科学家们提出神经元可能提供答案。他们的假设是,发育中的神经元释放CRH,然后影响OPCs的增殖和成熟为产生髓鞘的寡突胶质细胞。可能与抑郁症相关的线索
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