The FASEB J：揭秘人类大脑对损伤产生反应的分子机理

2021年3月11日 讯 /生物谷BIOON/ --在应对大脑损伤的反应中，神经干细胞会聚集并迁移到损伤位点，这种细胞的聚集是关键，如果没有聚集的话，细胞就无法移动，那么其中的分子机理到底是怎样的，近日，一项刊登在国际杂志The FASEB Journal上的研究报告中，来自耶鲁大学等机构的科学家们通过研究创建了一种研究大脑内部工作机制的3D模型。

文章中，研究人员首次发现，内皮细胞所分泌的金属蛋白酶-2（MMP2，metalloproteinase-2）或能诱发细胞的损伤反应过程，这一研究发现或有望帮助开发治疗人类大脑损伤的新型策略。研究人员特别分析了因中风、帕金森疾病、阿尔兹海默病和其它神经系统疾病所引起的大脑损伤；在大脑损伤的情况下，神经干细胞能够聚集起来并迁移到它们所居住的脑室下区（subventricular zone）之外，这种单一路径方向部分是由血管内壁的内皮细胞和包围内皮细胞的周细胞发出的化学信号所引导的，此外，研究人员还重点分析了启动这一过程的因素。

图片来源：Pixabay/CC0 Public Domain

研究者Rita Matta说道，我们非常感兴趣研究到底是什么机制诱发了神经干细胞这种聚集效应，文章中我们使用多种模型来深入分析其中所涉及的关键机制。研究人员观察到，内皮细胞不仅仅会促进神经干细胞的迁移，还能通过分泌MMP2来促进细胞的聚集。我们认为MMP2是一种能降解组织周围基质的关键酶类，在那里有神经干细胞能够正常吸附的所有蛋白质，但相反的是，其就好像“扫雪机”一样，MMP2能够为神经干细胞聚集成簇并且迁移创建路径。

尤其是，研究者发现，MMP2的分泌会激活一种名为N-钙黏素（N-cadherin）的蛋白质，其能扮演细胞粘附剂的角色；这一过程就会导致神经干细胞的臂状延伸，使其聚集在一起，这种臂状结构对于这一过程非常重要，因为如果没有它，细胞就无法迁移到大脑损伤位点；研究人员证实，通过使用微流体系统和激光来切断领头细胞的“臂”，就能在即使存在内皮细胞的情况下依然能阻断神经干细胞的聚集及迁移。

此前研究人员开发了聚乙二醇磁珠来运输神经干细胞和内皮细胞从而治疗大脑损伤；研究者Gonzalez说道，通过创建能在人类大脑组织中模拟的技术，我们就能更好地理解人类机体的神经性过程，并利用相同的工具开发治疗性策略从而修复损伤或有障碍的组织；最新的研究就为开发这种新技术提供了非常有价值的信息。

最后研究者表示，我们对内皮细胞影响神经干细胞的过程了解地越多，我们就越能在胶囊化的磁珠中进一步开发新型运载工具，目前研究人员正在结合不同的因素、不同的蛋白质和分子来帮助改善当前运输工具的效率。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Rita Matta，Muhammad Sulaiman Yousafzai，Michael Murrell, et al. Endothelial cell secreted metalloproteinase‐2 enhances neural stem cell N‐cadherin expression, clustering, and migration, The FASEB Journal (2021). DOI:10.1096/fj.202002302RR