在一項新的研究中,，來自杜克-新加坡國立大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了果蠅休眠神經(jīng)干細胞（neural stem cell, NSC）中受傷細胞突起的再生能力,。這一發(fā)現(xiàn)將果蠅NSC確立為揭示神經(jīng)元再生秘密的強大新模型，有朝一日可能會開發(fā)出修復(fù)衰老人類大腦損傷的新療法,。相關(guān)研究結(jié)果于2023年8月10日在線發(fā)表在Developmental Cell期刊上,，論文標題為“Golgi-dependent reactivation and regeneration of Drosophila quiescent neural stem cells”。

這項新的研究首次證實果蠅NSC中被切斷的細胞突起可以再生,。然而,，這種能力會隨著年齡的增長而下降，這反映了隨著年齡增長哺乳動物神經(jīng)元再生受損連接的能力有限,。

他們發(fā)現(xiàn)，高爾基體---一種處理蛋白并將它們送往目的地的細胞器---作為休眠 NSC 的微管組織中心,，對這種再生能力非常重要,。微管為細胞提供結(jié)構(gòu)，在細胞內(nèi)運輸物質(zhì),，促進細胞分裂和生長,，并允許果蠅發(fā)出神經(jīng)元信號。

這些作者還發(fā)現(xiàn)了兩種高爾基體蛋白Arf1和Sec71,，它們與微管結(jié)合蛋白Msps/XMAP215結(jié)合,，啟動了NSC中微管的生長，從而激活了休眠干細胞,。同一研究小組的相關(guān)研究還揭示了微管結(jié)合蛋白Patronin與Arf1和Sec71在喚醒休眠果蠅NSCs中的關(guān)鍵作用,。

科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)了兩種高爾基蛋白Arf1和Sec71與微管結(jié)合蛋白Msps/XMAP215結(jié)合在一起，對于重新激活休眠的NSC非常重要,，此外這種結(jié)合啟動NSC中的微管生長從而激活休眠的NSC,，也同樣重要。他們的一項相關(guān)研究也揭示了微管結(jié)合蛋白Patronin與Arf1和Sec71在激活果蠅休眠NSC中的關(guān)鍵作用（EMBO Reports, 2023, doi:10.15252/embr.202256624）。

圖片來自Developmental Cell, 2023, doi:10.1016/j.devcel.2023.07.010,。

論文第一作者,、杜克-新加坡國立大學(xué)神經(jīng)科學(xué)與行為障礙項目研究員Mahekta Gujar博士說，“綜合來看,，我們的研究結(jié)果表明了一種涉及高爾基體蛋白Arf1和Sec71以及微管調(diào)控因子Patronin/CAMSAP和Msps的新型途徑,，這種途徑可以將休眠的NSC轉(zhuǎn)換為活躍的增殖狀態(tài)。這揭示了大腦中休眠的NSC如何被重新激活,，并可能帶來刺激NSC激活以治療損傷或神經(jīng)退行性疾病的新方法,。”

這些作者發(fā)現(xiàn)高爾基體是再生的關(guān)鍵,，它引導(dǎo)受損的NSC突起重新生長,。Arf1、Sec71,、Msps和Patronin促成了這一修復(fù)過程,，而Arf1水平的升高則能夠促進再生。

論文通訊作者,、杜克-新加坡國立大學(xué)神經(jīng)科學(xué)與行為障礙項目副主任Wang Hongyan教授說,，“果蠅NSC再生與哺乳動物受損神經(jīng)元再生之間的相似之處非常明顯。通過建立果蠅NSC作為研究再生的新模型,，我們?nèi)缃窨梢赃M行基因篩選,，系統(tǒng)地確定能夠克服損傷后與年齡相關(guān)的再生障礙的因子。這一突破可能會開啟新的治療策略,，刺激衰老的人類大腦中的神經(jīng)元再生,。”

杜克-新加坡國立大學(xué)高級研究副院長 Patrick Tan 教授補充說,，“這項新的研究極大地推動了我們對NSC和神經(jīng)元修復(fù)的基礎(chǔ)生物學(xué)的理解,。利用果蠅遺傳學(xué)的力量，Wang教授和她的團隊發(fā)現(xiàn)了新的分子參與者,，這些分子參與者將來可能被轉(zhuǎn)化為開發(fā)神經(jīng)退行性疾病和脊髓損傷的創(chuàng)新治療方法,。”（生物谷 Bioon.com）

參考資料：

1. Mahekta R. Gujar et al. Golgi-dependent reactivation and regeneration of Drosophila quiescent neural stem cells. Developmental Cell, 2023, doi:10.1016/j.devcel.2023.07.010.

2. Tapping into regeneration: New paths to repairing brain injury discovered in fruit flies
https://www./allnews/tapping-into-regeneration?utm_source=website&utm_medium=banner&utm_campaign=spotlight