科学家们长期以来认为,积极的生活方式可以改善大脑健康。研究证实了这一点:身体、智力和社交活动——或者用术语来说“环境丰富化”——增强学习和记忆力,并预防衰老和神经系统疾病。最近的研究表明,环境丰富化在细胞水平上的一个好处是:它可以修复脑髓磷脂,即轴突或神经纤维周围的保护性绝缘层,这些髓磷脂可能会因衰老、损伤或多发性硬化症等疾病而丧失。但是,丰富的环境最初是如何触发髓磷脂修复的呢?
答案似乎与自然产生的膜包裹囊泡有关,这些囊泡被称为外泌体。许多不同类型的细胞将这些蛋白质和遗传物质的小囊泡释放到体液中。美国国立卫生研究院的神经生物学家 R. Douglas Fields 说,外泌体装载着信号分子,像“瓶中信”一样在体内传播。它们靶向特定细胞并改变其行为。在动物研究中,免疫细胞在环境丰富化过程中分泌的外泌体导致大脑中的细胞开始髓磷脂修复。
研究人员认为,外泌体可能用作诊断疾病的生物标志物,或作为递送癌症药物或其他治疗剂的载体。
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在环境丰富化过程中产生的外泌体携带 microRNA——遗传物质的小片段——这似乎指示大脑中未成熟的细胞发育成称为少突胶质细胞的髓磷脂制造细胞。芝加哥大学的研究人员从大鼠血液中提取外泌体并将其施用于衰老动物时,老年大鼠的髓磷脂水平上升了 62%,该团队在 2 月份在《Glia》杂志上报道。
研究人员还发现了如何在体外产生外泌体,从而可以根据潜在疗法的需求制造它们。芝加哥大学神经病学教授 Richard Kraig 说,通过刺激来自骨髓的免疫细胞,该小组能够在培养皿中“模仿大自然的自然环境富集”。
Kraig 的团队目前正在探索如何将外泌体制成多发性硬化症的治疗方法。Kraig 及其同事最近在《Journal of Neuroimmunology》杂志上报道,实验室培养的外泌体刺激了大鼠脑组织样本中的髓磷脂生成,该样本旨在模拟多发性硬化症损伤,使髓磷脂水平恢复到正常水平的 77%。
团队成员、神经生物学博士候选人 Aya Pusic 说,下一步是观察从免疫细胞中收获的外泌体是否在患有该疾病的活体动物中同样有效。Pusic 说,如果一切顺利,这项研究可能会在五年内进入人体试验阶段。