脑细胞的致命弱点可能会导致脑积水

原创 维港健康_编辑方  2018-04-26 14:38  阅读 120 次
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杜克大学科学家的一项新研究表明,病毒可能通过利用流体在大脑中循环的令人惊讶的弱点而引发脑积水。

细胞形状像海葵一样排列在大脑的空腔中,迅速打击它们的纤毛以保持脑脊液循环。这些被称为室管膜细胞的细胞为神经干细胞提供了家园,并且可以在预防脑积水中发挥关键作用,脑积水可能是致命的脑积液。

研究人员发现,来自小鼠的成熟室管膜细胞需要连续产生称为Foxj1的转录因子以维持其形状和功能。如果没有Foxj1,细胞会失去其挥发的头发样结构并迅速回复到发育的早期阶段。

研究人员在4月25日的Nature Communications上报告称,已知感染大脑的病毒已经找到了关闭Foxj1的产生并使细胞停止生长的方法。

“我们发现,当我们感染室管膜细胞时,病毒会引起人脑中的重大问题,室管膜细胞完全降解Foxj1并转化,”杜克大学细胞生物学副教授Chay Kuo博士说。医学院。“他们失去了纤毛,所以他们不能移动液体。”

目前唯一治疗脑积水的方法是插入一个分流器以排出多余的脑脊液,这种方法仅对大约一半的患者有效,并且可能导致严重的并发症。这项研究表明,保留室管膜细胞中Foxj1产生的药物可能提供替代疗法。

Kuo和博士后研究员Khadar Abdi博士最初着手培养室管膜细胞,希望研究它们在培养神经干细胞方面的作用,Kuo说。

他们发现用已知能促进Foxj1产生的药物注入脑细胞祖细胞引发更多细胞长入室管膜细胞。令人惊讶的是,当它们在小鼠的成熟室管膜细胞中关闭Foxj1基因时,细胞迅速转变回其早期未分化状态。

“这对我们来说非常震惊,”郭说。“许多人认为室管膜细胞终末分化 - 当你出生时,这些细胞应该持续一生。”

在另一个意想不到的实验结果中,Abdi观察到Foxj1是脆弱的:蛋白质可以在两个小时内降解,这意味着细胞必须持续生产新的Foxj1以保持纤毛和形状。

“他们不停地跑着停下来,”郭说。

研究小组发现室管膜细胞使用称为IKK2的酶来刺激Foxj1的产生。包括单纯疱疹病毒在内的许多病毒已经进化出机器来阻断IKK2,并在此过程中阻止Foxj1的持续生产。

医学教授,哥伦比亚大学医学中心哥伦比亚人类发展中心主任医学博士惠灵顿·卡多佐赞扬这项研究绘制了多细胞室管膜细胞如何在大脑中维持其身份和功能,从而预防脑积水等脑部缺陷的研究。

Cardoso说:“这项研究不仅回答了这些室管膜细胞是否稳定或塑料的问题,而且还提供了使它们失去其特征并且变成不再起作用的机制的问题,”Cardoso说。“这篇论文很好地识别和链接了这个机制的所有小部分,就像重新构建犯罪现场,他们识别每一个罪魁祸首。”

卡多佐说:“我很想知道这种机制是否适用于身体的其他多细胞细胞,如呼吸道气道中的细胞。

对于他来说,郭想知道为什么一个重要的细胞在大脑中会有这样一个意想不到的致命弱点。

“有一类病毒已经发现室管膜细胞有这个主要弱点,那么为什么进化不能消除这种后门让病毒对准大脑呢?” 郭说。“一定有好处。”

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