丟失神經(jīng)元的替換是神經(jīng)科學(xué)的圣杯。一種新的有希望的方法是將神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為新的神經(jīng)元。提高腦損傷后這種轉(zhuǎn)換或重新編程的效率是開(kāi)發(fā)可靠的再生醫(yī)學(xué)療法的重要一步。慕尼黑Helmholtz Zentrum和慕尼黑路德維希馬克西米利安斯大學(xué)(LMU)的研究人員已經(jīng)確定了有效轉(zhuǎn)化的障礙：細(xì)胞代謝。通過(guò)在直接重編程過(guò)程的早期表達(dá)富含神經(jīng)元的線粒體蛋白，研究人員將轉(zhuǎn)化率提高了四倍，同時(shí)提高了重編程速度。

神經(jīng)元(神經(jīng)細(xì)胞)在大腦中具有非常重要的功能，例如信息處理。許多腦部疾病，損傷和神經(jīng)退行性病變的特征是無(wú)法替代的神經(jīng)元丟失。因此，再生醫(yī)學(xué)的方法旨在通過(guò)移植，干細(xì)胞分化或?qū)?nèi)源性非神經(jīng)元細(xì)胞類型直接轉(zhuǎn)化為功能性神經(jīng)元來(lái)重構(gòu)神經(jīng)元。

Helmholtz ZentrumMünchen和LMU的研究人員正在開(kāi)創(chuàng)將神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞直接轉(zhuǎn)化為他們最初發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)元的領(lǐng)域。膠質(zhì)細(xì)胞是大腦中最豐富的細(xì)胞類型，在受傷時(shí)會(huì)增殖。目前，研究人員能夠?qū)⑸窠?jīng)膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元，但是在此過(guò)程中，許多細(xì)胞會(huì)死亡。這意味著只有很少的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為功能性神經(jīng)細(xì)胞，從而使過(guò)程效率低下。

探索新方法

MagdalenaGötz和她的團(tuán)隊(duì)研究了轉(zhuǎn)換過(guò)程中的潛在障礙，并采取了新的途徑：盡管大多數(shù)研究都集中在直接神經(jīng)元重編程的遺傳方面，但他們決定研究線粒體和細(xì)胞代謝在這一過(guò)程中的作用。這是由于他們先前與馬克斯·康拉德(Marcus Conrad)在Helmholtz ZentrumMünchen的小組合作而獲得的靈感，該研究表明細(xì)胞會(huì)由于轉(zhuǎn)化過(guò)程中過(guò)量的活性氧而死亡。

該研究的第一作者Gianluca Russo解釋說(shuō)：“我們假設(shè)，如果我們能夠幫助將神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的代謝重新編程為神經(jīng)元的代謝，則可以提高轉(zhuǎn)化效率。” 根據(jù)他們以前的數(shù)據(jù)，研究人員將注意力集中在細(xì)胞的線粒體上。該小組從小鼠的神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞(一種特定類型的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞)中提取線粒體，并與Helmholtz ZentrumMünchen的Stefanie Hauck蛋白質(zhì)組學(xué)專家小組合作，通過(guò)研究它們的蛋白質(zhì)來(lái)比較它們。令人驚訝的是，他們發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞的線粒體蛋白質(zhì)組差異達(dá)到20%。這意味著在星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元之間，每五個(gè)線粒體蛋白都不同。