新加坡，2024年10月17日——由杜克大学-新加坡国立大学医学院领导的一个国际神经科学家团队发现了一种控制神经干细胞再激活的机制，神经干细胞对修复和再生脑细胞至关重要。这项研究发表在《自然通讯》杂志上，为促进我们对阿尔茨海默病和帕金森病等常见神经退行性疾病的理解和治疗提供了令人兴奋的潜力。

神经干细胞是大脑主要功能细胞的来源。在大脑的初始发育之后，神经干细胞通常进入休眠状态，保存能量和资源。它们只在大脑需要它们的时候才会重新醒来，比如在受伤或体育锻炼之后。然而，随着年龄的增长，越来越少的神经干细胞能够从休眠状态中被唤醒，从而导致各种神经系统疾病。了解这种再激活是如何被调节的，对于开发各种神经系统疾病的治疗方法至关重要。

在这项研究中，研究小组发现，一组特定的蛋白质在通过SUMOylation过程“唤醒”休眠的神经干细胞中起着至关重要的作用。

在summoylation中，一种名为SUMO（小泛素样修饰物）的小蛋白标记细胞内的靶蛋白，以影响其活性和/或功能。研究人员发现，这些sumo标记的蛋白质触发神经干细胞的再激活，使它们有助于大脑的发育和修复。相反，如果没有SUMO蛋白存在，果蝇会产生小头症样表型。这是第一个确定SUMO蛋白家族在神经干细胞再激活中的确切作用的研究。

杜克大学-新加坡国立大学神经科学和行为障碍项目研究员、该研究的第一作者高阳博士评论说：

“我们首次证明了SUMO蛋白家族在神经干细胞再激活和整体大脑发育中起着关键作用。更进一步，我们还表明，当这些蛋白质缺失时，正常的神经元发育受到阻碍，果蝇发育出小头症特征的小大脑。”

在深入研究SUMOylation的影响后，研究人员确定它调节了另一种众所周知的途径中的关键蛋白质，称为Hippo。虽然已知Hippo通路在细胞增殖、细胞死亡和器官大小等细胞过程中起着至关重要的作用，但人们对大脑中该通路的调节机制知之甚少。

当被SUMO修饰时，Hippo通路的中心蛋白疣（限制细胞生长并阻止神经干细胞重新激活）变得不那么有效。这允许神经干细胞生长和分裂，形成有助于大脑功能的新神经元。

神经科学和行为障碍研究项目代理项目主任、该研究的主要作者王红岩教授说：

“鉴于SUMO蛋白和河马通路在人类中高度保守，我们的发现不仅与果蝇有关。它们对理解人类生物学也很重要。SUMOylation过程和Hippo通路的中断与人类的各种疾病有关，包括癌症和神经退行性疾病，如阿尔茨海默氏症和帕金森病。我们对SUMOylation在大脑中的作用的新见解为干预开辟了令人兴奋的新机会，可能导致利用身体自身再生能力的靶向治疗。”

王教授和她的团队之前已经证明，果蝇神经干细胞是一个很好的模型，可以解开休眠、再激活和神经元再生的奥秘。

杜克-新加坡国立大学高级副院长Patrick Tan教授评论道：

“这一发现促进了我们对细胞如何工作和控制的理解，为神经退行性疾病的新再生疗法的发展提供了信息。与此同时，它为开发治疗小头症等神经系统疾病的方法开辟了新的可能性。随着研究的继续，我们越来越接近找到有效的方法来帮助患有这些疾病的人，提高他们的生活质量。”

杜克-新加坡国立大学是医学研究和教育的领导者，致力于通过创新的科学发现改善患者护理。这项研究是其持续努力的一部分，旨在加深对人类大脑中起作用的基本机制的理解，以创造新的治疗方法，特别是对神经系统疾病患者。