發(fā)現(xiàn)揭示施萬細(xì)胞產(chǎn)生髓鞘的多產(chǎn)能力

科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，特殊類型的細(xì)胞在產(chǎn)生覆蓋神經(jīng)纖維的保護性鞘方面比以前認(rèn)為的要多得多。

關(guān)于施萬細(xì)胞的啟示提出了治療神經(jīng)損傷和各種神經(jīng)病變的新途徑的可能性。進(jìn)一步的研究可能有助于促進(jìn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的髓鞘修復(fù)，例如多發(fā)性硬化癥，其中髓鞘損傷減慢或阻斷來自大腦的電信號。

“這完全推翻了施萬細(xì)胞工作方式的教科書定義，”資深作者，俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)Vollum研究所教授兼聯(lián)合主任Kelly Monk博士說。

這項研究發(fā)表在Nature Communications雜志上。

體內(nèi)有兩種類型的細(xì)胞產(chǎn)生髓鞘：腦和脊髓中的少突膠質(zhì)細(xì)胞，以及身體其他部分的施萬細(xì)胞。到目前為止，科學(xué)家認(rèn)為只有少突膠質(zhì)細(xì)胞在軸突周圍產(chǎn)生多個髓鞘，這是一個在細(xì)胞間傳遞電信號的神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)長投影。

新的研究表明施萬細(xì)胞也能夠?qū)⑺枨蕯U散到多個軸突上。

研究人員在Monk實驗室的斑馬魚中進(jìn)行遺傳篩選后發(fā)現(xiàn)了這一發(fā)現(xiàn)。他們發(fā)現(xiàn)一些魚的髓鞘含量超過了預(yù)期，這些魚在一個名為fbxw7的基因中攜帶突變。當(dāng)他們在轉(zhuǎn)基因小鼠中敲除基因時，他們發(fā)現(xiàn)了一個意想不到的特征：個體雪旺氏細(xì)胞開始將髓鞘擴散到許多軸突上。

“這凸顯了這些細(xì)胞的巨大潛力，”Monk說。

在發(fā)現(xiàn)施萬細(xì)胞如何在分子水平上產(chǎn)生髓鞘時，這一發(fā)現(xiàn)可能會導(dǎo)致新的基因治療技術(shù)修復(fù)外周神經(jīng)系統(tǒng)疾病中受損的髓鞘，例如Charcot-Marie-Tooth病，這是一種疼痛的遺傳性神經(jīng)病變形式。美國有2500人。

施萬細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞都在進(jìn)化史上的同一點出現(xiàn)，脊椎動物譜系中出現(xiàn)了頜骨。無脊椎動物缺乏髓鞘，有些像現(xiàn)代魷魚一樣，使用厚軸突在神經(jīng)元之間快速傳遞信號。

“我們可以通過這種方式進(jìn)化，但我們的脊髓將是巨大的紅杉樹的直徑，”Monk說。

相反，脊椎動物軸突進(jìn)化出髓鞘以保護軸突并加速信號傳遞。為了產(chǎn)生髓磷脂，施萬細(xì)胞進(jìn)化成圍繞周圍神經(jīng)系統(tǒng)中的單個軸突產(chǎn)生。反過來，少突膠質(zhì)細(xì)胞在大腦和脊柱 - 中樞神經(jīng)系統(tǒng)的更有限的環(huán)境中沿著多個軸突產(chǎn)生髓磷脂。

“房地產(chǎn)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)方面與周圍神經(jīng)系統(tǒng)根本不同，”Monk說。

Monk認(rèn)為施萬細(xì)胞是逐個細(xì)胞進(jìn)化修復(fù)受損髓鞘的機制，因為在不必殺死整個生物體的情況下發(fā)生損傷是常見的。這些特征將通過幾代人的進(jìn)化而傳承下去并得到加強。

相比之下，中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的髓鞘再生往往是一個進(jìn)化的死胡同，因為很少有人能夠幸免于大腦或脊柱的嚴(yán)重打擊。

“修復(fù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的髓鞘損傷沒有選擇性的壓力，因為你可能會死亡，”Monk說。

然而，今天發(fā)表的這一發(fā)現(xiàn)表明了治愈大腦和脊柱的新機會。

“瞄準(zhǔn)fbxw7基因 - 或下游途徑分子 - 可能是促進(jìn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)中髓鞘修復(fù)的有效方法，”Monk說。