神经元经常因为保持我们的大脑敏锐和运作而获得大部分功劳——以及在涉及脑部疾病时的大部分责任。但星形细胞——星形胶质细胞是人脑中另一种丰富的细胞，可能首当其冲地加重了某些神经发育障碍的症状。索尔克研究所的科学家们现在已经确定了一种由星形胶质细胞产生的分子，它会干扰 Rett、脆性 X 和唐氏综合征中的正常神经元发育。
正如该团队于 2022 年 8 月 30 日在《自然神经科学》上报道的那样，阻断该分子可减少小鼠大脑 中的疾病迹象。
“这些发现是研究大脑中所有细胞(不仅仅是神经元)如何在神经发育障碍中相互作用的新努力的一部分，”领导这项新研究的副教授 Nicola Allen 说。“这为通过靶向星形胶质细胞来治疗这些疾病的潜在疗法打开了大门。”
近年来，科学家们发现星形胶质细胞在大脑发育和疾病中发挥着关键作用。例如，除非星形胶质细胞存在，否则孤立的神经元不会形成连接和交流。如果受疾病影响的星形胶质细胞与健康的神经元混合，这些神经元就会开始出现疾病迹象。同样，如果受神经发育障碍影响的神经元接触健康的星形胶质细胞，它们的功能也会得到改善。
然而，研究人员无法确定星形胶质细胞中的哪些分子负责。
在这项新研究中，艾伦及其同事从具有导致雷特、脆性 X 或唐氏综合症的基因突变的小鼠或健康动物的发育中的大脑中分离出星形胶质细胞和神经元。然后他们确定了每组星形胶质细胞产生的 1,235 种不同蛋白质的水平。他们发现每种疾病中存在数百种蛋白质水平较高或较低，所有三种疾病共有 120 种蛋白质——88 种蛋白质水平高于正常水平，32 种蛋白质水平低于正常水平。
“从基础科学的角度来看，令人着迷的是，在这些遗传疾病中，星形胶质细胞蛋白的分泌发生了如此多的变化——更重要的是，这些疾病之间的许多变化重叠，”该论文的第一作者艾莉森·考德威尔 (Alison Caldwell) 说和艾伦实验室的前研究生。“对我来说，这突出了星形胶质细胞对正常神经元发育的重要性。”
一个分子让科学家们眼前一亮。他们知道胰岛素样生长因子 (IGF) 有时可以减轻患有神经发育障碍的小鼠的疾病症状。长期以来，研究人员一直认为这种治疗有效，因为患病的神经元没有产生足够的 IGF。但他们发现了不同的解释——受 Rett、脆性 X 或唐氏综合症影响的星形胶质细胞会产生高水平的 Igfbp2，一种阻断 IGF 的蛋白质。
“事实证明，神经元正在制造大量的 IGF，但它无法到达需要的位置，因为星形胶质细胞制造的这些分子正在干扰它，”艾伦说。
该小组继续表明，星形胶质细胞产生的过量 Igfbp2 会减缓神经元的生长，而 Rett 综合征星形胶质细胞产生的 Igfbp2 阻断会增强神经元的生长。
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