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外泌体修复大脑细胞

长久以来,科学家一直相信,积极的生活方式可以改善大脑健康。多项科学研究也证实:体育、智力和社交活动,即所谓的“环境强化作用”(environmental enrichment),不仅能增强个体的学习能力和记忆力,还能预防衰老和神经系统疾病。最新研究发现,环境强化作用在细胞水平上还表现出另一种好处,那就是它能修复大脑中的髓鞘(myelin)。髓鞘是包裹在轴突(即神经纤维)外周的绝缘保护层,它会由于衰老、损伤或疾病(如多发性硬化症)而逐渐丧失。但环境强化作用又是怎样激发髓鞘的修复过程呢?

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这个问题的答案似乎涉及一种叫作外泌体(exosome)的天然覆膜小体。许多种类的细胞,都会向体液中释放这类包含蛋白质和遗传物质的小液囊。这些外泌体中充满了各种信号分子,会随着体液流动,遍布身体各个部位。美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的神经生物学家R·道格拉斯·菲尔茨(R. Douglas Fields)也因此将其比作“瓶中信”。外泌体能针对特定细胞,改变其行为。动物研究显示,免疫细胞在环境强化作用下分泌的外泌体,能促使大脑细胞开始修复髓鞘。

研究人员认为,外泌体可以作为生物标记用于疾病诊断,或是作为载体来递送抗癌药物或其他药物。

在环境强化作用下产生的外泌体中,含有微小RNA(microRNA),这些小段的遗传物质,似乎能指挥大脑中的未成熟细胞,长成少突胶质细胞(oligodendrocyte)。美国芝加哥大学的研究人员在今年2月的《神经胶质》(Glia)杂志上报道,当他们从年轻大鼠的血液中抽取外泌体,注入年老大鼠体内后,年老大鼠的髓鞘质(构成髓鞘的物质)水平上升了62%。

研究人员还发现了如何在体外培养细胞,获取外泌体的方法,使其作为一种潜在的“药物”,根据需求进行生产。美国芝加哥大学的神经学教授理查德·克雷格(Richard Kraig)说,“通过刺激源自骨髓的免疫细胞,我们可以在培养皿中模拟自然的环境强化作用”。

克雷格的研究团队目前正在研究,如何将外泌体应用到多发性硬化症的治疗中。他与同事在最近一期《神经免疫学杂志》(Journal of Neuroimmunology)中发文称,在患有多发性硬化症的大鼠的脑组织中,实验室培养的细胞分泌的外泌体,能够刺激受损脑组织产生髓鞘质,让髓鞘质的水平恢复到正常值的77%。

该研究小组的成员之一、神经生物学博士——阿亚·普西克(Aya Pusic)认为,他们接下来打算看看从免疫细胞中提取的外泌体,能否在患病的活体动物中发挥作用。普西克说,如果一切顺利的话,这项研究将可能在5年内进入人体试验阶段。

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