通常被用作抗流感药物的神经氨酸酶抑制剂可以促进脑梗塞后的神经再生——名古屋市立大学研究生院医学研究科脑神经科学研究所的泽本和延教授（兼职生理学研究所）、松本真实特任助教等人组成的研究团队发现，新生神经细胞（新生神经元）在出生后的小鼠脑内集体迁移时，会在细胞之间形成宽阔的间隙并高速迁移，与此同时还发现当脑梗塞导致脑部受损时，缩少这种间隙的神经氨酸酶会出现增加，从而使神经元难以迁移。研究人员通过投喂神经氨酸酶抑制剂后发现，不仅是小鼠，灵长类动物的神经元也变得更加容易迁移，从而促进了受损大脑的神经元再生和功能恢复。相关研究成果已刊登在《EMBO Molecular Medicine》上。
图：研究成果概要图（供图：名古屋市立大学）
© 2024 Matsumoto et al. Originally published in EMBO Molecular Medicine
产生神经元的干细胞不仅存在于胎生期，也存在于出生后大脑的特定区域。由神经干细胞产生的新生神经元呈链状，在大脑中高速迁移，到达目的地后发育成熟，并参与维持大脑功能。另一方面有报告称，当发生脑损伤时，一些新生神经元会迁移到受伤部位，重新生成新的神经元，但这种迁移效率低，无法恢复因损伤而失去的脑功能。
研究团队调查了在正常大脑中迁移的新生神经元能够高速迁移的原因。通过三维电子显微镜分析发现，呈链状连接的新生神经元之间存在很宽的间隙。这种间隙通过多唾液酸（PSA）来维持，因此新生神经元之间维持着适当的粘合状态。也就是说，通过PSA形成的适当的间隙，在正常脑内迁移的新生神经元可以在脑内高速迁移。
研究人员用三维电子显微镜分析了在受伤大脑中迁移的新生神经元，发现其间隙减少，细胞过度粘合。当研究人员调查参与维持间隙的PSA水平时发现，在受伤脑内迁移的新生神经元中，PSA水平有所减少。此外，还发现切断PSA的神经氨酸酶的表达因脑损伤而上升。这些结果表明，在受伤的大脑内迁移的新生神经元中，由于脑损伤导致切断PSA的神经氨酸酶增加，降低了PSA水平，因此导致过度的细胞粘合，进而降低了神经元迁移的效率。
研究人员还调查了通过抑制受伤大脑中增加的神经氨酸酶，促进新生神经元的迁移，有效地向受伤部位提供新生神经元的方法能否有助于大脑功能再生。研究人员向脑梗塞模型小鼠注射神经氨酸酶抑制剂——抗流感药物瑞乐沙（Relenza）后，发现PSA的减少得到了抑制，并且促进了新生神经元向受伤部位的迁移。研究发现，向受伤部位提供更多的新生神经元也会增加成熟神经元的数量。此外，调查脑梗塞对步行功能下降的影响时，发现投喂了抑制剂的小鼠步行功能有所恢复。另外，不仅在小鼠身上，在与人类相近的灵长类动物的受伤大脑中，投喂瑞乐砂也能抑制PSA的减少，并促进新生神经元向受伤部位的迁移。
这些结果表明，通过抑制由于脑损伤而增加的神经氨酸酶的作用，可以促进新生神经元的迁移、促进神经元再生、并恢复大脑功能。
通过应用此次阐明的机制，有望向尚未确立根本治疗方法的脑疾病推广侵袭性低、治疗效果广泛的新治疗法。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：EMBO Molecular Medicine
论文：Neuraminidase inhibition promotes the collective migration of neurons and recovery of brain function
DOI：10.1038/s44321-024-00073-7
