目前研究人员并不清楚调节成年人中枢神经系统(CNS)中髓鞘修复背后的分子机制。
最近有研究表明,大脑中每天都会有新的脑细胞形成,从而来应对损伤、体育锻炼和精神刺激;而胶质细胞,尤其是被称之为少突胶质细胞祖细胞(oligodendrocyte progenitors)的胶质细胞,其对外部信号和损伤有较高的反应,这类细胞能检测到神经系统的变化并形成新的髓鞘,包裹神经组织并提供代谢支持以及电信号的准确传输,然而随着机体年龄增长,对外部信号产生反应的髓鞘的形成就会减少,这种进行性的衰退或与普通老年人群机体年龄相关的认知和运动障碍发生相关,同时在患有神经变性疾病的老年人群中也存在髓鞘形成受损的状况,比如多发性硬化症和阿尔兹海默病等,这种现象被认为是患者疾病进行性临床恶化的主要原因。
近日,一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“TET1-mediated DNA hydroxymethylation regulates adult remyelination in mice”的研究报告中,来自纽约城市大学等机构的科学家们通过研究识别出了一种名为TET1(10-11-转位1)的特殊分子或能作为髓鞘修复的必要组分。研究结果表明,TET1能够修饰成体大脑中特定胶质细胞中的DNA,以便其能形成新的髓鞘来应对损伤。
图片来源:https://www.nature.com/articles/s41467-021-23735-3
研究者Sarah Moyon博士说道,我们通过设计实验来识别能够影响大脑“返老还童”的关键分子,结果发现,在老年小鼠机体中TET1的水平会进行性地下降,随之而来的是,DNA不再能被合适修饰来保证功能性髓鞘组织的形成。结合全基因组测序生物信息学技术,我们发现,在年轻成年小鼠机体中被TET1所诱导的DNA修饰对于促进中枢神经系统中细胞之间的健康对话以及保证正常的功能至关重要。此外,在髓鞘形成的胶质细胞中携带遗传修饰的TET1的年轻成年小鼠或许不能够产生功能性的髓鞘,而且其行为也和老年小鼠一样。
新髓磷脂形成过程中的年龄依赖性DNA羟甲基化过程。
图片来源:Moyon, S., et al. Nat Commun 12, 3359 (2021). doi:10.1038/s41467-021-23735-3
研究者指出,这种新发现的与年龄相关的TET1功能的下降或许是老年人群机体无法形成新生髓鞘的原因。研究人员认为,研究在正常情况下和神经变性患者机体中胶质细胞的衰老所产生的影响效应或许最终能帮助研究人员设计出更好的治疗性策略来减缓诸如多发性硬化症和阿尔兹海默病等破坏性疾病的进展。
本文研究结果可能对于健康人群机体衰老大脑的年轻化过程具有重要意义,后期研究者还将继续研究来增加老年小鼠机体中TET1的水平,从而确定是否该分子能挽救新的髓鞘生成并促进合适的神经-胶质沟通,研究人员的长期目标在于促进老年人群和神经变性疾病患者机体中认知功能和运动功能的恢复。综上,本文研究表明,TET1是成年人髓鞘修复以及调节轴突-髓鞘界面的关键分子。
原始出处:
Moyon, S., Frawley, R., Marechal, D. et al. TET1-mediated DNA hydroxymethylation regulates adult remyelination in mice. Nat Commun 12, 3359 (2021). doi:10.1038/s41467-021-23735-3
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