2月16日蛋白質(zhì)如何控制大腦中神經(jīng)細(xì)胞的產(chǎn)生

通過研究神經(jīng)干細(xì)胞代謝特征的變化，由科隆大學(xué) CECAD 衰老研究卓越集群的 Matteo Bergami 教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì) YME1L 對(duì)于協(xié)調(diào)細(xì)胞增殖之間的轉(zhuǎn)變至關(guān)重要。 (細(xì)胞分裂)和靜止(靜止?fàn)顟B(tài))。蛋白質(zhì) YME1L 負(fù)責(zé)平衡大腦中數(shù)量有限且無法再次產(chǎn)生的神經(jīng)干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元。這種蛋白質(zhì)的功能缺陷會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)干細(xì)胞過早轉(zhuǎn)化為特化細(xì)胞，從而長期損害神經(jīng)再生。該文章已發(fā)表在Cell Reports上。

神經(jīng)干細(xì)胞僅存在于成年哺乳動(dòng)物大腦的少數(shù)區(qū)域，它們?cè)谡麄€(gè)生命過程中維持新神經(jīng)元的產(chǎn)生。了解如何在這些區(qū)域調(diào)節(jié)和維持神經(jīng)干細(xì)胞活動(dòng)對(duì)腦外傷和疾病后的再生方法具有重要意義。YME1L 的突變也與人類患者的腦部疾病和智力障礙有關(guān)。

YME1L 是一種蛋白酶(一種裂解其他蛋白質(zhì)的酶)，位于細(xì)胞的發(fā)電站——線粒體中。與其他線粒體蛋白酶一樣，YME1L 在線粒體內(nèi)蛋白質(zhì)的質(zhì)量控制中發(fā)揮著重要作用。通過分析已知被 YME1L 靶向的那些蛋白質(zhì)的水平，科學(xué)家們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn) YME1L 的酶活性準(zhǔn)確地反映了神經(jīng)干細(xì)胞中不同的代謝狀態(tài)。較高的 YME1L 活性標(biāo)志著靜止(休眠)狀態(tài)，而較低的 YME1L 活性與增殖狀態(tài)相匹配。

YME1L 活性的這種平衡是維持神經(jīng)干細(xì)胞的干細(xì)胞特性所必需的，因?yàn)?YME1L 功能的損傷迫使細(xì)胞退出其干細(xì)胞狀態(tài)并過早地分化為不同類型的神經(jīng)細(xì)胞，從而導(dǎo)致干細(xì)胞從腦組織。最終，這種干細(xì)胞損失會(huì)對(duì)大腦的長期神經(jīng)發(fā)生能力產(chǎn)生重大影響，因?yàn)闊o法產(chǎn)生更多的神經(jīng)元。

“我們的研究結(jié)果表明，單個(gè)線粒體蛋白酶的活性可以顯著影響神經(jīng)干細(xì)胞的命運(yùn)和新神經(jīng)細(xì)胞的產(chǎn)生速度。這些發(fā)現(xiàn)不僅揭示了神經(jīng)干細(xì)胞生物學(xué)中的一層新調(diào)控，而且可能還對(duì)攜帶突變 YME1L 的患者具有重要意義，”Bergami 說。

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