关于大脑对损伤的反应的新见解

作为对脑损伤的反应，神经干细胞聚集并迁移到损伤部位。集群是关键——没有它，细胞就不能移动。但是是什么引起的呢?为了进行调查，耶鲁大学的研究人员创建了一个大脑运作的3d模型。

由生物医学工程副教授Anjelica Gonzalez实验室领导的研究结果首次表明，一种被称为金属蛋白酶-2 (MMP2)的酶从内皮细胞、触发器的细胞”受伤反应过程。这些发现可能会导致治疗方面的进步脑损伤，已刊登于美国实验生物学学会联合会杂志。

在这项研究中，研究人员特别关注大脑尽管他们的研究结果适用于脑震荡、帕金森氏症、阿尔茨海默氏症和其他神经疾病。在脑损伤的情况下，神经干细胞聚集在一起，并迁移到大脑的脑室下区以外，这就是它们所在的地方。它们的单向路径部分是由血管内壁内皮细胞和环绕内皮细胞的周细胞的化学信号引导的。研究人员关注的是是什么启动了这一过程。

“我们很想知道集群效应的原因，”该研究的主要作者、冈萨雷斯实验室的前研究生丽塔·玛塔(Rita Matta)说。他们与生物医学工程副教授Michael Murrell的实验室合作，使用各种模型来更好地了解起作用的机制。

他们发现内皮细胞不仅促进了迁移，而且通过分泌MMP2促进了聚集。

“我们可以把MMP2看作是一种降解基质或组织周围区域的酶，”Matta说。“这些都是神经干细胞通常会附着的蛋白质，但相反，它就像一台扫雪机，mmp2创造了这个通道，让集群向下迁移。”

具体来说，他们发现MMP2的分泌导致了一种名为n -钙粘蛋白的蛋白质的激活，这种蛋白质作为细胞的粘合剂。这导致神经干细胞像手臂一样延伸，使它们粘在一起并聚集在一起。前导臂的形成对这一过程至关重要，因为没有它，细胞就不会迁移到脑损伤部位。研究人员通过使用微流控系统和激光切断主要细胞的“手臂”(见上图)来证实了这一点，防止细胞团簇迁移——即使存在内皮细胞。

冈萨雷斯实验室此前曾致力于开发聚乙二醇微珠，用于输送神经干细胞和内皮细胞治疗脑损伤。

冈萨雷斯说:“通过创造模仿人类大脑组织的技术，我们可以了解如何最好地理解神经过程，但也可以利用这些相同的工具开发治疗策略，修复受损或紊乱的组织。”

Matta说，最近的研究为进一步发展这项技术提供了有价值的信息。

“我们对内皮细胞如何影响神经干细胞了解得越多，我们就可以进一步在我们封装的微珠中植入运载工具，”Matta说。“现在我们可以结合不同的因素、不同的蛋白质或分子，从而进一步改善它们的传递。”

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