總結(jié)：在培養(yǎng)皿中刺激小鼠神經(jīng)元導(dǎo)致脂肪酸和脂質(zhì)顆粒釋放的積累。星形膠質(zhì)細胞吞噬顆粒并增加與解毒相關(guān)的遺傳活性。2019年5月23日，霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所Janelia研究園區(qū)的研究人員在Cell雜志上報道了腦細胞收集過度活躍神經(jīng)元分泌的受損脂質(zhì)，然后將這些有毒分子回收利用。它是保護神經(jīng)元免受過度活動的破壞性副作用的機制。它是星形膠質(zhì)細胞的另一個重要角色，它以各種方式支持神經(jīng)元。當(dāng)神經(jīng)元快速而激烈地發(fā)射時，細胞中的脂質(zhì)分子會受到損害并且會變得有毒。雖然大多數(shù)細胞將多余的脂肪酸隔離開來或?qū)⑺鼈兾菇o線粒體以防止積聚，但神經(jīng)元似乎并不依賴于這些技巧。

研究合作者和Janelia集團負責(zé)人Zhe Liu表示，“神經(jīng)元會消除星形膠質(zhì)細胞的一些負擔(dān)”，他與Janelia的高級組長Maria Ioannou和Jennifer Lippincott-Schwartz密切合作。“很長一段時間，人們都懷疑有這樣的機制。新作品展示了這個過程是如何實際發(fā)生的。“

該發(fā)現(xiàn)源自一個奇怪的觀察結(jié)果：過度活躍的神經(jīng)元釋放出脂質(zhì)顆粒中的受損脂肪酸。

“人們并不認(rèn)為神經(jīng)元會分泌這些脂質(zhì)顆粒，”劉說。

但研究小組表示，刺激培養(yǎng)皿中的小鼠神經(jīng)元會導(dǎo)致脂肪酸積聚，最終導(dǎo)致脂質(zhì)顆粒釋放。然后，附近的星形膠質(zhì)細胞吞噬了顆粒，增強了參與能量產(chǎn)生和解毒的基因的活性。

神經(jīng)元(紅色)通過脂滴(綠色)將有毒分子卸載到星形膠質(zhì)細胞(灰色)。該圖像歸功于Maria Ioannou。

劉總結(jié)說，星形膠質(zhì)細胞將神經(jīng)元的卸載受損脂質(zhì)喂養(yǎng)到自己的線粒體中，將廢物轉(zhuǎn)化為能量。小鼠的測試顯示出類似的反應(yīng)。在模仿中風(fēng)的大腦損傷后 - 對神經(jīng)元的巨大壓力 - 神經(jīng)元增加了將脂肪酸運輸出細胞的蛋白質(zhì)的產(chǎn)生，以及在星形膠質(zhì)細胞中形成的脂肪酸。

劉建議說，這種清除神經(jīng)元中毒性分子的途徑可能會在阿爾茨海默病患者中受到損害，盡管尚未對此進行徹底研究。由Maria Ioannou在艾伯塔大學(xué)新實驗室領(lǐng)導(dǎo)的下一步是研究細胞培養(yǎng)和阿爾茨海默病嚙齒動物模型中這種機制的不同之處。