魚腦細胞如何對阿爾茨海默病做出反應

與人類相比，斑馬魚具有突出的再生能力：如果腦細胞因疾病或受傷而喪失，它們很容易從所謂的祖細胞中再生。通過複雜的方法，來自德國神經退行性疾病中心（DZNE）和德累斯頓工業大學（TUD）的研究人員現已詳細描述了這些祖細胞，並確定它們由8個不同的亞群組成。在澱粉樣蛋白積累的魚模型（阿爾茨海默病的標誌）中，只有這些種群中的一些增加了增殖以恢復丟失的細胞。表徵這些祖細胞增殖能力的分子基礎將有助於鑒定新的候選靶分子，用於治療人類的阿爾茨海默病。該研究發表於細胞報告。

阿爾茨海默病的特徵在於大腦中有毒蛋白沉積物的積累，即所謂的澱粉樣蛋白β聚集體，其導致神經元細胞死亡。「大多數阿爾茨海默氏症的研究都集中在試圖阻止神經元死亡，」德累斯頓DZNE的Helmholtz青年研究小組負責人，TUD再生療法中心（CRTD）的研究員，以及TJ的主要作者Caghan Kizil說。研究。「我們看到了另一種嘗試誘導失去細胞再生的方法。」

這是一項具有挑戰性的任務，因為人腦的再生特性相當有限。在成年大腦中存在一些產生新細胞的神經幹細胞，但它們僅存在於兩個受限區域中並且僅產生少量的神經元。相比之下，斑馬魚可以很容易地再生失去的腦組織。

「斑馬魚和哺乳動物在進化中是相關的。因此，我們認為哺乳動物的再生能力在潛意識中存在並且具有可釋放性，」Kizil說。「我們可以從調查斑馬魚的分子途徑和細胞相互作用中學習，並利用這些知識更好地了解如何在小鼠和人類中促進再生。」

在本研究中，研究人員使用「單細胞測序」（一種用於評估單個細胞中所有活化基因的複雜方法），以前所未有的細節對斑馬魚腦中的細胞進行了表徵。Kizil和他的同事確定了八種不同的祖先種群。當他們用阿爾茨海默病特有的有毒澱粉樣蛋白-β聚集體攻擊大腦時，其中一些人群（但不是所有人群）增加了增殖併產生了新細胞。

此外，研究人員闡明了每種細胞群的分子程序如何隨澱粉樣蛋白β的變化而變化。這些數據現在可用於鑒定在澱粉樣蛋白積累的魚模型中觸發再生的候選基因。作為原理的證明，研究小組挑選出一種這樣的候選物，一種稱為成纖維細胞生長因子8的信號分子，並表明它在祖細胞和幹細胞群體中誘導增殖，這也對澱粉樣蛋白β有反應。

現在，研究人員已經確定了斑馬魚中β澱粉樣蛋白β增殖的細胞群以及引發這種反應的分子途徑，他們可以將這些數據應用於小鼠和人類。這些新發現的斑馬魚祖先種群的哺乳動物等同物是什麼？通過拉動正確的觸發器可以誘導它們增殖嗎？「我們將首先使用滑鼠作為模型系統來解決這些問題，」Kizil說。「但最終，我們希望我們的研究能夠發現將再生作為人類阿爾茨海默病新治療方法的策略。」

（來源：DZNE - 德國神經退行性疾病中心）

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