Science：揭示少突胶质前体细胞不断尝试制造新的产生髓磷脂的脑细胞

在针对小鼠的实验中，约翰斯·霍普金斯医学院的科学家报告了新的证据，表明髓磷脂产生细胞（myelin-producing cells）的前体细胞——少数在成人大脑中持续产生的脑细胞类型之一——以广泛且恒定的速度进行分化，而不是根据需要"随叫随到"地响应损伤或衰老。科学家们表示，这些发现表明，对抗多发性硬化症等髓磷脂损伤性疾病的治疗方法可能受益于最大化这种内在潜力。

这项发表于《科学》杂志的新研究，聚焦于大脑中称为少突胶质细胞的细胞。这些细胞产生一种富含脂肪的绝缘涂层，称为髓磷脂，包裹在神经细胞的轴突上，以加速中枢神经系统中的电信号传输。

脱髓鞘疾病通常由自身免疫攻击、感染或遗传因素引起，会导致人们出现视力问题、虚弱、麻木、疼痛以及协调和平衡能力丧失。与神经元不同，少突胶质细胞在人脑中产生数十年，这得益于一类可以转化为新少突胶质细胞的少突胶质前体细胞（oligodendrocyte precursor cells, OPCs）群体。

OPCs为何在大脑中持续存在

"OPCs在成人大脑中持续存在的原因之一，是因为我们需要在如此长的时间内制造髓磷脂，" 约翰斯·霍普金斯大学医学院的 Diana Sylvestre and Charles Homcy 神经科学教授 Dwight Bergles 博士说。

Bergles 补充说，由于 OPCs 能够自我更新，它们是神经系统中寿命最长的前体细胞类型之一。

在多发性硬化症、创伤相关脑部炎症或其他脱髓鞘疾病患者中，髓磷脂被剥离。"髓磷脂的丧失会破坏神经细胞传递信息的能力，并改变神经回路的功能，" Bergles 说。然而，Bergles 指出，OPCs 的持续存在使得少突胶质细胞得以再生，并至少部分恢复髓磷脂。

追踪大脑中OPCs的分化

在当前的研究中，约翰斯·霍普金斯团队更仔细地观察了 OPCs 如何分化为新的少突胶质细胞。研究人员表示，这个过程效率极低，因为大多数尝试分化的 OPCs 未能成功制造出新的少突胶质细胞。

为了理解少突胶质细胞的形成是如何被控制的，该团队查看了现有的哺乳动物基因数据库，以寻找是否存在一种共同的分子标记，可用于识别包括小鼠、狨猴和人类在内的不同哺乳动物物种中 OPCs 开始转变为少突胶质细胞的时机。

他们发现，当 OPCs 试图分化时，它们会改变基因表达，从而改变细胞外基质——一种围绕它们的蛋白质网状结构。他们发现这种分子变化导致了"蒲公英钟状结构"的形成，之所以如此命名，是因为它们与蒲公英的球形种子头相似，特别是在正在分化的 OPCs 周围。这一知识提供了一种追踪大脑中 OPCs 分化的新方法。

由 Bergles 和研究员 Yevgeniya Mironova 博士领导的团队，能够追踪小鼠大脑中的 DACS，并使用基因标记和成像工具来验证证据，即每个正在分化的 OPC 会产生一个 DACS，该结构持续存在，直到前体细胞成熟为少突胶质细胞。

全脑范围内恒定的OPC分化

有了这个新的追踪工具，科学家们表示，当他们发现 OPCs 在小鼠大脑的每个部分都试图分化时，他们有了一个顿悟时刻，甚至是在那些没有少突胶质细胞也没有神经元髓鞘形成的区域。

"这向我们表明，OPC 分化在整个大脑中持续发生。它们似乎具有这种内在驱动力，不断地试图制造新的少突胶质细胞，" Bergles 说。

"尽管这可能看起来效率很低，但我们认为这一过程经过进化，是为了在大脑任何地方提供平等的制造新少突胶质细胞和髓磷脂的潜力。然后由神经元来帮助决定这些分化细胞中哪些能够存活下来制造髓磷脂。"

对髓磷脂修复和疾病的意义

在最后一系列实验中，科学家们剥离了小鼠大脑中的少突胶质细胞和髓磷脂，以模拟髓磷脂相关疾病、损伤和衰老。

出乎意料的是，他们发现 OPCs 继续进行它们稳定的分化过程，无论是否急需新的髓磷脂。尽管 OPC 分化没有增加，但有更多的这些细胞存活下来并制造了新的少突胶质细胞，这表明整合过程的变化，而非前体细胞的直接动员，是导致损伤后新髓磷脂出现增加的原因。

"看来这种持续的 OPC 分化是为大脑发育设计的，而不是为修复设计的，" Bergles 说，他认为，寻找能够利用少突胶质细胞产生过程发育方面的治疗方法，可能会增加快速髓磷脂修复的机会。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Yevgeniya A. Mironova et al, Myelin is repaired by constitutive differentiation of oligodendrocyte progenitors, Science (2026). DOI: 10.1126/science.adu2896.