科學家們長期以來認為,積極的生活方式可以改善大腦健康。研究證實了這一點:身體、智力和社交活動——或者用術語來說“環境豐富化”——增強學習和記憶力,並預防衰老和神經系統疾病。最近的研究表明,環境豐富化在細胞水平上的一個好處是:它可以修復腦髓磷脂,即軸突或神經纖維周圍的保護性絕緣層,這些髓磷脂可能會因衰老、損傷或多發性硬化症等疾病而喪失。但是,豐富的環境最初是如何觸發髓磷脂修復的呢?
答案似乎與自然產生的膜包裹囊泡有關,這些囊泡被稱為外泌體。許多不同型別的細胞將這些蛋白質和遺傳物質的小囊泡釋放到體液中。美國國立衛生研究院的神經生物學家 R. Douglas Fields 說,外泌體裝載著訊號分子,像“瓶中信”一樣在體內傳播。它們靶向特定細胞並改變其行為。在動物研究中,免疫細胞在環境豐富化過程中分泌的外泌體導致大腦中的細胞開始髓磷脂修復。
研究人員認為,外泌體可能用作診斷疾病的生物標誌物,或作為遞送癌症藥物或其他治療劑的載體。
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在環境豐富化過程中產生的外泌體攜帶 microRNA——遺傳物質的小片段——這似乎指示大腦中未成熟的細胞發育成稱為少突膠質細胞的髓磷脂製造細胞。芝加哥大學的研究人員從大鼠血液中提取外泌體並將其施用於衰老動物時,老年大鼠的髓磷脂水平上升了 62%,該團隊在 2 月份在《Glia》雜誌上報道。
研究人員還發現瞭如何在體外產生外泌體,從而可以根據潛在療法的需求製造它們。芝加哥大學神經病學教授 Richard Kraig 說,透過刺激來自骨髓的免疫細胞,該小組能夠在培養皿中“模仿大自然的自然環境富集”。
Kraig 的團隊目前正在探索如何將外泌體制成多發性硬化症的治療方法。Kraig 及其同事最近在《Journal of Neuroimmunology》雜誌上報道,實驗室培養的外泌體刺激了大鼠腦組織樣本中的髓磷脂生成,該樣本旨在模擬多發性硬化症損傷,使髓磷脂水平恢復到正常水平的 77%。
團隊成員、神經生物學博士候選人 Aya Pusic 說,下一步是觀察從免疫細胞中收穫的外泌體是否在患有該疾病的活體動物中同樣有效。Pusic 說,如果一切順利,這項研究可能會在五年內進入人體試驗階段。