神經(jīng)干細(xì)胞分化調(diào)控新發(fā)現(xiàn)
2014年6月3日,JBC雜志在線發(fā)表了中科院生物物理所陳暢研究組和劉光慧研究組合作完成的題為“A novel suppressive effect of alcohol dehydrogenase 5 in neuronal differentiation” 的研究論文。 該研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)元定向分化的過程受代謝酶ADH5的精確調(diào)控,提出ADH5可能作為干預(yù)衰老相關(guān)神經(jīng)退行和認(rèn)知障礙的新型靶標(biāo)。
該研究發(fā)現(xiàn), 一種進(jìn)化保守的乙醇脫氫酶 ADH5 (又稱GSNOR)可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)一氧化氮的代謝過程來實(shí)現(xiàn)對神經(jīng)元細(xì)胞的分化和成熟的精確調(diào)控。在小鼠胚胎神經(jīng)發(fā)育以及人類神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)元定向分化的過程中,ADH5 的基因表達(dá)受到明顯抑制。小鼠基因敲除、成年小鼠腦內(nèi)神經(jīng)新生以及人神經(jīng)干細(xì)胞定向分化實(shí)驗(yàn)均表明ADH5程序性失活為神經(jīng)元細(xì)胞分化和成熟所必需。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),ADH5 對神經(jīng)元分化的負(fù)向調(diào)控依賴于其對組蛋白去乙酰化酶HDAC2的去亞硝基化(de-nitrosation)作用。
研究人員同時發(fā)現(xiàn),向小鼠SVZ腦區(qū)注射ADH5特異的小分子抑制劑能有效增加嗅球區(qū)的新生神經(jīng)元的數(shù)目。此外,ADH5 抑制劑可以顯著激活人神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)元的分化能力。由于衰老和神經(jīng)退行性疾病往往伴隨著腦內(nèi)神經(jīng)干細(xì)胞活力和神經(jīng)新生的漸進(jìn)性衰退,因此,針對ADH5活性的調(diào)節(jié)可能為干預(yù)衰老相關(guān)的神經(jīng)再生障礙(如認(rèn)知衰退和嗅覺減弱等)提供新的治療思路。