成熟的少突胶质细胞(Oligodendrocytes, mOLs)是否参与髓鞘再生已经争论了几十年。最近,一些研究表明,mOLs通过产生新的髓鞘。然而,mOLs是否能通过不对称分裂产生新的少突胶质细胞尚未得到证实。与其他物种相比,斑马鱼是研究再髓鞘再生的完美模型。2021年6月2日, 中国科学技术大学合肥微尺度国家实验室胡兵教授和南昌大学生命科学研究院邹苏琪教授在Cell Regeneration上发表了题为:In vivo imaging reveals mature Oligodendrocyte division in adult Zebrafish的研究文章。


髓鞘再生新突破!中科大揭示成年斑马鱼中成熟的少突胶质细胞分裂


在本研究中,视神经挤压没有导致局部mOLs死亡。从olig2:eGFP鱼到AB/WT鱼的视神经移植后,来自供体的olig2+细胞在受体体内定居并重新包裹轴突。在移植后3个月确认这些olig2+细胞为mOLs后,体内成像显示olig2+细胞增殖。此外,视网膜内也捕获了来自mOLs的新olig2+细胞分裂的体内成像。最后,在再生程序完成后,良好的视觉功能得到更新。总之,我们的体内成像结果显示,在成年斑马鱼中,通过不对称分裂的mOLs生成了新的olig2+细胞,这凸显了mOLs在哺乳动物中枢神经系统再髓鞘进程中的作用。


髓鞘再生新突破!中科大揭示成年斑马鱼中成熟的少突胶质细胞分裂


图A-C所示,宿主视神经中的一些olig2+细胞在移植后5天产生了两个核。olig2+细胞在宿主体内沿整个视神经分布(图D),并保持类似于mOLs的状态(图E)。这些结果表明,成年斑马鱼视神经的局部分子可以存活并参与再髓鞘的进展。


多发性硬化(Multiple sclerosis,MS)是一种慢性自身免疫性疾病,其组织学特征是中枢神经系统(CNS)中出现脱髓鞘和再髓鞘斑块。设计有效的再生髓细胞增强疗法的先决条件是详细了解再生髓细胞如何发生的分子和细胞机制。然而,髓鞘再生过程中髓鞘形成细胞的来源几十年来一直是一个主要问题。成熟动物的髓鞘再生是发育过程中髓鞘再生的再现,其中少突胶质细胞祖细胞(Oligodendrocyte progenitor cells, OPCs)是髓鞘再生细胞的主要来源。


然而,最近的研究重新激活了(Oligodendrocytes, mOLs)主要有助于再生髓鞘的理论。移植分选的mOL在体外和体内更有能力生成有髓的少突胶质细胞。在由重组MOG诱导的成年小鼠EAE模型中,尽管髓鞘被剥离,mOL仍保持完整。在局灶性脑缺血模型和脊髓脱髓鞘模型中,mOL存活并在病变区域再生。在两种大型动物脱髓鞘和再髓鞘模型中,猫被喂食辐照食物,猕猴被喂食缺乏维生素B12的食物,研究结果也支持这一观点,即存活的mOL可以通过延长鞘鞘脱髓鞘轴突的新过程参与再髓鞘的形成。最近,根据一个数学模型,分析了核弹试验得出的人脑少突胶质细胞核14C水平,髓鞘交换率很高,而5岁以后,脑白质中少突胶质细胞的数量非常稳定。他们得出的结论是,mOL主要参与了人类白质中的髓磷脂调节,这有助于发育时期的快速神经可塑性。随后,该小组还评估了多发性硬化患者的少突胶质细胞生成情况,发现大多数患者在正常出现的白质中无法生成新的少突胶质细胞,而在阴影斑块中新生成的少突胶质细胞极少。他们意想不到的结果表明,人类的髓鞘再生是由旧的少突胶质细胞而不是新的少突胶质细胞完成的。这些研究提供了另一种模型,存活的受损少突胶质细胞产生新的髓鞘,参与MS诱导斑块区域的再髓鞘再生。


然而,另一种可能的途径取决于是否认为再髓再生过程中的mOL增殖是不可能的,尽管这在1984年已经提出。考虑到mOL是完全分化的细胞,在中枢神经系统中迁移能力较弱,大多数人认为再髓再生过程中mOL的分裂可以忽略不计。虽然体外研究表明,当受到额外因素刺激时,mOL可以重新进入细胞周期,但研究也表明,少突胶质细胞在体内可以以完整的过程完整进行有丝分裂。一个完全分化的细胞保持增殖能力的例子是Müller细胞在低等脊椎动物的视网膜。这些细胞通过不对称分裂途径发挥干细胞的作用,在视网膜内产生各种细胞,其特征是在核重编程过程完整的状态下, mOL是否通过细胞分裂参与再髓鞘的进程?


文章为了确定mOL是否参与再髓再生,在成年斑马鱼体内实时成像研究mOL增殖。研究人员利用转基因株系和成年斑马鱼视神经再生模型,发现局部mOLs在视神经挤压模型中存活,并在移植后3个月成熟时增殖。此外,在炎症因子刺激下,视网膜内的mOL分裂也被体内成像捕捉到。该研究结果提供了第一个直接的证据,表明mOL确实可以在体内分裂,这将引起对揭示mOL在哺乳动物中枢神经系统再生中的作用的进一步研究。


文章来源: brainnews,Cell Regeneration

免责声明

我来说几句

不吐不快,我来说两句
最新评论

还没有人评论哦,抢沙发吧~