Mechanobiol Med：蛋白N

来源：100医药网 2025-04-23 11:50

研究人员发现，人脑中的一种蛋白质可能被用于在实验室中培养新的神经元，并增强受衰老或神经退行性疾病影响的大脑过程。

神经是早期非特化细胞，具有分化或发育成系统各种类型神经元和非神经元细胞的能力。在成人大脑中，神经干细胞主要存在于两个区域：脑室下区（subventricular zone）和颗粒下区（subgranular zone）。脑室下区是一层薄薄的细胞，排列在大脑深处称为侧脑室的充满液体的空间中。颗粒下区是海马体内的一个小区域，而海马体是大脑中对学习和记忆至关重要的一部分。

在一项新的研究中，来自美国东北大学的研究人员发现，人脑中的一种蛋白质可能被用于在实验室中培养新的神经元，并增强受衰老或神经退行性疾病影响的大脑过程。具体而言，他们发现，负责结合人脑中神经干细胞的蛋白质 神经钙粘蛋白（neuro-cadherin, N-cadherin），在刺激其分化方面也起着关键作用。相关研究结果发表在Mechanobiology in Medicine杂志上。

东北大学化学与生物工程教授Rebecca Kuntz-Willits说， 随着年龄的增长，神经干细胞不再像年轻时那样有反应。一般来说，它们的数量较少，而且它们不一定那么容易分化。

Willits和博士生McKay Cavanaugh研究了N-cadherin，这是一种在细胞表面发现的蛋白质，有助于神经干细胞粘在一起并进行沟通，以了解它如何影响这些干细胞。 我们正在寻找环境影响这些干细胞的方式，如果它们通过这些分子（N-cadherin）相互作用，我们如何机械地测量它。

具体来说，他们想看看与N-cadherin相互作用的神经干细胞是否会导致机械转导活动，也就是机械刺激引起调节各种细胞功能和行为（包括分化）的生化反应。

Willits解释说，这一发现可能在实验室控制神经干细胞分化以加速神经元生长，或开发可直接影响大脑衰老过程或对抗神经退行性疾病的可注射材料方面具有未来的应用前景。

Willits及其团队开发出涂有不同数量的实验室制造的天然N-cadherin的玻璃表面。然后，他们在这些玻璃基质上培养诱导性多能神经干细胞，即实验室制造的神经干细胞。他们研究了细胞粘附；细胞形状、大小和结构的变化；细胞增殖；以及细胞机械转导活性。这一实验表明神经干细胞仅在N-cadherin表面粘附并存活。这些干细胞不与另一种类型的通常也存在于脑室下区的钙粘蛋白 上皮钙粘蛋白（epithelial cadherin，E-cadherin）结合。

Willits团队注意到，神经干细胞与含有更高浓度N-cadherin分子的玻璃基质有更多的相互作用。随着N-cadherin的增加，它们的细胞形态发生了显著变化 细胞和细胞核都变大了。

Willits说， 你可以看到细胞内的结构，细胞内的支架被改变了，这基本上使这些干细胞看起来不同。细胞内的支架更坚固，相互作用也更强。

神经干细胞产生了由蛋白质丝组成的独特 环 结构，这是一种以前在单个神经干细胞中没有看到的细胞骨架特征。在没有任何其他化学线索的情况下，这些细胞在96小时内开始分化为神经元。

Willits说， 通常，如果我们想制造神经元，我们会将所有这些化学物质添加到神经干细胞中，并推动它们制造神经元。然而，（这次）我们什么都没做。 （ 100yiyao.com）

参考资料：

McKay Cavanaugh et al, , Mechanobiology in Medicine (2024). DOI: 10.1016/j.mbm.2024.100099.

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