引言

科學(xué)家們一直在探索神經(jīng)退行性疾病如阿爾茨海默癥和帕金森癥的治療方法。最近，一項(xiàng)由盧森堡大學(xué)系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)中心主任Michael T. Heneka博士領(lǐng)導(dǎo)的研究揭示了一種新的清除機(jī)制：微管道（TNTs）的形成。該研究發(fā)表在《Neuron》雜志上，題為“Microglia rescue neurons from aggregate-induced neuronal dysfunction and death through tunneling nanotubes”。

微管道的發(fā)現(xiàn)

Heneka博士及其團(tuán)隊(duì)通過活細(xì)胞成像技術(shù)觀察到，在小鼠模型和人類干細(xì)胞培養(yǎng)的細(xì)胞中，微管道在神經(jīng)元和小膠質(zhì)細(xì)胞之間形成。這些微管道不僅在生理?xiàng)l件下出現(xiàn)，也在病理?xiàng)l件下存在。研究發(fā)現(xiàn)，微管道能夠快速傳遞線粒體、囊泡和蛋白質(zhì)聚集體，特別是阿爾法突觸核蛋白和tau蛋白，這些蛋白在阿爾茨海默癥和帕金森癥中積累。

研究發(fā)現(xiàn)

研究表明，小膠質(zhì)細(xì)胞通過微管道提取神經(jīng)元中的毒性蛋白聚集體，從而恢復(fù)神經(jīng)元的健康。此外，小膠質(zhì)細(xì)胞還通過這些微管道與受損神經(jīng)元共享健康的線粒體，減少氧化應(yīng)激并恢復(fù)基因表達(dá)。在神經(jīng)元和小膠質(zhì)細(xì)胞的共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)毒性蛋白在神經(jīng)元內(nèi)積累時(shí)，連接兩種細(xì)胞的微管道數(shù)量增加，病理蛋白質(zhì)從神經(jīng)元轉(zhuǎn)移到小膠質(zhì)細(xì)胞中，并在小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)被降解。

△小膠質(zhì)細(xì)胞通過蛋白質(zhì)去除和線粒體捐贈(zèng)來拯救神經(jīng)元

微管道的作用機(jī)制

當(dāng)線粒體功能失調(diào)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致能量缺乏和氧化應(yīng)激。阿爾法突觸核蛋白和tau蛋白會(huì)損害線粒體的活性，導(dǎo)致神經(jīng)元功能障礙和死亡。研究發(fā)現(xiàn)，小膠質(zhì)細(xì)胞通過微管道向受影響的神經(jīng)元傳遞健康線粒體，可以恢復(fù)能量生產(chǎn)，減少氧化損傷，有效地保護(hù)神經(jīng)元的功能和生存。

基因突變的影響

研究人員還調(diào)查了與神經(jīng)退行性疾病相關(guān)的基因突變對(duì)微管道形成和功能的影響。結(jié)果顯示，與帕金森癥相關(guān)的LRRK2基因和與額顳葉癡呆相關(guān)的Trem2基因突變分別減少了蛋白質(zhì)聚集體的清除或損害了功能線粒體的傳遞。此外，與帕金森癥相關(guān)的Rac1基因的突變也影響了微管道的形成和功能。

未來展望

Heneka博士指出，這項(xiàng)研究不僅加深了我們對(duì)微管道在細(xì)胞間通信中的理解，還挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)上認(rèn)為小膠質(zhì)細(xì)胞僅僅是神經(jīng)炎癥貢獻(xiàn)者的觀點(diǎn)，揭示了一種新的神經(jīng)保護(hù)機(jī)制。通過了解這些微管道的形成和功能，有望開發(fā)出新的治療策略，針對(duì)與阿爾法突觸核蛋白和tau蛋白病理相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病。

研究的首席作者、博士Hannah Scheiblich表示，“進(jìn)一步的研究將有助于詳細(xì)理解微管道的形成和功能，但觀察到小膠質(zhì)細(xì)胞在維護(hù)神經(jīng)元健康方面發(fā)揮積極作用，令人振奮。”

結(jié)論

這項(xiàng)研究為理解神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病機(jī)制提供了新的視角，并為開發(fā)新的治療策略指明了方向。通過促進(jìn)微管道的形成和功能，科學(xué)家們有望找到減緩或阻止這些疾病進(jìn)程的方法。

參考文獻(xiàn)：https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(24)00491-4?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0896627324004914%3Fshowall%3Dtrue

編輯：王洪

排版：李麗