Journal of Neurosci:幹細胞治療神經損傷方式「出乎意料」

2021-01-07 生物谷

    幹細胞移植有望成為未來疾病治療的一種重要手段，科學家的設想是，利用新轉入的幹細胞分化產生新的組織細胞，從而彌補和替代機體的損傷。不過，美國科學家的一項最新研究表明，儘管移植入的一些幹細胞看起來是在「袖手旁觀」，但它們卻能以一種出人意料的途徑發揮作用。相關論文發表在10月31日的《神經科學雜誌》（

Journal  of  Neuroscience

）上。

    此前的研究已經證實，幹細胞移植能夠治療小鼠的大腦疾病和損傷，比如阿爾海默症、中風等。不過，利用最新的研究結果，美國加州大學爾灣分校的科學家推測，神經幹細胞能夠挽救小鼠的記憶的作用方式並非人們期望的產生新的大腦組織，而是通過分泌神經營養素蛋白（neurotrophins）來阻止腦細胞的誘導調亡，並加強那些「倒黴」神經元間的相互聯繫，從而維持大腦原有的功能。

    領導該項研究的神經生物學教授Frank  LaFerla表示，「這項研究得到的最重要的啟示就是幹細胞能夠挽救由腦細胞減少導致的記憶損失。」如果這種療效確實是單純由神經營養因子引起的，那無疑將為修復大腦記憶和學習能力開闢一條陽光大道。

    在研究中，LaFerla小組創造出了海馬區（大腦與記憶相關區域）受損的基因改造小鼠。一項測試表明，從它們熟悉的籠子中拿走一樣物品，這些變異小鼠察覺不出來的機率是正常的同類的兩倍。不過，當研究人員向變異小鼠中海馬區導入20萬個幹細胞，又過了3個月後發現，這些變異小鼠的記憶力已經與正常的同類相差無幾。

   對照研究表明，有螢光標記的幹細胞在正常小鼠腦中到處散布，而在變異小鼠腦中，幾乎所有的幹細胞都聚集在海馬區。LaFerla說，「損傷區域一定發出了某種未知信號，告訴幹細胞要留在這裡。」

    此外，更令研究人員驚訝的是，只有大約5%的幹細胞分化為成熟的神經元。而周圍的神經元自始至終一直存在，而且與其他細胞發生了更密集的聯接。研究人員推測，這應該是幹細胞產生的神經營養作用。

    研究小組下一步的目標就是試圖確定起作用的物質。美國耶魯大學醫學院的精神病學教授Eugene  Redmond評價道，新的研究進行得「相當漂亮」。而此次研究的結論與他的小組在猴子中研究帕金森症得到的結論十分相似。Redmond等人研究發現，幹細胞移植不僅補充替代了猴腦中缺失的神經元，同時也帶來了其他方面的益處。（科學網  任霄鵬/編譯）

原始出處:

The Journal of Neuroscience, April 18, 2007, 27(16):4385-4395; doi:10.1523/JNEUROSCI.0055-07.2007

Dietary Docosahexaenoic Acid and Docosapentaenoic Acid Ameliorate Amyloid-ß and Tau Pathology via a Mechanism Involving Presenilin 1 Levels

Kim N. Green,1 Hilda Martinez-Coria,1 Hasan Khashwji,1 Eileen B. Hall,2 Karin A. Yurko-Mauro,2 Lorie Ellis,2 and Frank M. LaFerla1

1Department of Neurobiology and Behavior, University of California, Irvine, California 92697-4545, and 2Martek Biosciences Corporation, Columbia, Maryland 21045

Correspondence should be addressed to Dr. Frank M. LaFerla, Department of Neurobiology and Behavior, University of California, Irvine, 1109 Gillespie Neuroscience Building, Irvine, CA 92697-4545. Email: laferla@uci.edu

The underlying cause of sporadic Alzheimer disease (AD) is unknown, but a number of environmental and genetic factors are likely to be involved. One environmental factor that is increasingly being recognized as contributing to brain aging is diet, which has evolved markedly over modern history. Here we show that dietary supplementation with docosahexaenoic acid (DHA), an n-3 polyunsaturated fatty acid, in the 3xTg-AD mouse model of AD reduced the intraneuronal accumulation of both amyloid-ß (Aß) and tau. In contrast, combining DHA with n-6 fatty acids, either arachidonic acid or docosapentaenoic acid (DPAn-6), diminished the efficacy of DHA over a 12 month period. Here we report the novel finding that the mechanism accounting for the reduction in soluble Aß was attributable to a decrease in steady-state levels of presenilin 1, and not to altered processing of the amyloid precursor protein by either the - or ß-secretase. Furthermore, the presence of DPAn-6 in the diet reduced levels of early-stage phospho-tau epitopes, which correlated with a reduction in phosphorylated c-Jun N-terminal kinase, a putative tau kinase. Collectively, these results suggest that DHA and DPAn-6 supplementations could be a beneficial natural therapy for AD.

Key words: tau; Alzheimer's; docosahexanoic acid; docosapentaenoic acid; presenilin; amyloid; transgenic

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