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第44卷第5期
·740 · 南 京 医 科 大 学 学 报 2024年5月
BrdU)标记法证实了在出生后位于小鼠下丘脑靠
3 htNSC与肥胖的相关研究
近第三脑室附近的区域存在着神经发生的过程。
Sousa⁃Ferreira等 [27] 成功从新生大鼠的下丘脑中分离 3.1 成体神经发生调控能量平衡
并体外培养了悬浮生长的下丘脑神经球,这些神经 Pierce等 [34] 的研究发现,在AgRP神经元基因敲
球在经过分化条件培养后可分化成为各种成熟的 除的小鼠中,htNSC可增殖并分化为新的AgRP神经
神经元细胞,并表达相应的标志物。SOX2和Nestin 元以改善厌食,这表明成体神经发生可能是一种代
是两种NSC的标志蛋白,通过对SOX2和Nestin进行 偿机制,有助于对环境和损伤作出反应,维持能量
检测,Li 等 [28] 确定了在出生后小鼠的 MBH、正中隆 平衡。Lee等 [35] 通过对不同年龄段的小鼠进行高脂
起(median eminence,ME)和第三脑室侧壁均存在着 饮食(high⁃fat diet,HFD)喂养和 BrdU 标记,发现喂
htNSC,它们具有完整的 NSC 功能,在不同条件下可 食 1 个月 HFD 的成年小鼠 MBH 中神经发生率较对
被诱导分化为不同的成熟神经细胞,包括神经元细 照组大幅增加,而使用辐照法特异性抑制MBH的神
胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞等。以上研究均 经发生后,小鼠体重和脂肪量明显减少,且氧耗、能
表明,成体下丘脑中存在第 3 个 NSC 库——htNSC。 量消耗和总活动量显著升高,这表明在短期HFD喂
htNSC 可在成体下丘脑中通过增殖、迁移和分化形 养后,成年小鼠MBH中活跃的神经发生降低了机体
成各种新的神经元细胞,这对神经元的更新以及损 的能量消耗并促进了脂肪堆积,最终导致体重增加
[29]
伤的修复都具有十分重要的意义 。 与肥胖发生。而 Li 等 [28] 的研究发现,长期(4 个月)
2.2 htNSC的分泌功能 HFD 喂养的成年小鼠 MBH 中的神经发生较对照组
htNSC 在神经球状态即可分泌多种下丘脑肽, 显著减少。进一步的机制研究揭示,长期HFD喂养
包括 AgRP、NPY、POMC 等调控摄食功能的肽类激 导致htNSC中的炎症通路IKKβ/NF⁃κB特异性激活,
素。且在经过分化条件培养成为对应的成熟神经 一方面调控细胞凋亡导致 htNSC 耗损,另一方面通
元细胞后,这些下丘脑肽的表达量进一步增加 [27] 。 过 Notch 信 号 通 路 导 致 htNSC 向 厌 食 神 经 元 如
Tang等 [30] 发现,除上述下丘脑肽外,小鼠htNSC还可 POMC 神经元分化的能力受损,最终造成小鼠暴饮
产生胰岛素、胰高血糖素、生长抑素等胰腺肽,并且 暴食和体重增加,发展为肥胖和糖尿病前期。胡晓
通过对胰岛素启动子活性进行分选可筛选出htNSC 泉等 [36] 的研究发现,果糖可激活 TLR4 介导的炎症
的一个亚群,具有感受葡萄糖水平并分泌胰岛素的 通路,从而促进猪htNSC增殖与分化,进而提高促食
功能,用于移植治疗可获得适度的抗糖尿病作用。 神经肽 AgRP 的分泌以促进食欲。以上研究提示,
这表明,htNSC 能够分泌多种肽类激素调控机体的 htNSC 对不同营养状态较敏感,可呈现出不同的增
能量摄入与代谢过程,具有内分泌与代谢性疾病的 殖能力与分化方向,调控能量摄入与消耗。
治疗潜力。 3.2 htNSC外泌体调控能量平衡
除分泌肽类激素外,htNSC 尚具有分泌外泌体 Zhang等 [33] 的研究发现,使用年轻小鼠htNSC分
的功能。外泌体是一种膜性囊泡,其内容物包括 泌的外泌体治疗后,老年小鼠下丘脑中NF⁃κB、肿瘤
mRNA、微小 RNA(microRNA,miRNA)及功能性蛋 坏死因子⁃α、白介素⁃6等炎症基因表达量明显降低,
白质等,外泌体可通过与靶细胞膜融合进入相邻 说明这些外泌体 miRNA 可以起到抑制下丘脑炎症
或远处的细胞,发挥细胞间信息传递与调控的功 的作用,具有极强的改善代谢紊乱的潜力。路宗博
能 [31] 。既往多项研究表明,NSC 分泌的外泌体可在 等 [37] 使用转基因技术使得小鼠内源性多不饱和脂
神经发育、成体神经发生、神经保护、神经损伤后修 肪酸含量增加,从而改变了 htNSC 分泌的外泌体
复及免疫调节中发挥关键的调控作用 [32] 。而下丘 miRNA,起到抑制下丘脑炎症、改善肥胖的作用。
脑作为能量平衡的调节中枢,这一脑区NSC分泌的 进一步的miRNA 差异表达分析提示,小鼠htNSC 分
外泌体在调控代谢方面有其重要且独特的功能。 泌的外泌体miRNA可下调炎症因子的表达,亦可调
Zhang等 [33] 研究发现,小鼠htNSC分泌的外泌体中含 节脂质代谢相关基因表达。
有丰富的miRNA,是小鼠脑脊液中外泌体miRNA最 当下,直接运用干细胞进行治疗的相关研究普
主要的来源,远比成熟神经元细胞、星形胶质细胞、 遍面临着风险性大及伦理道德审核难以通过等问
海马NSC来源的更丰富,对机体能量平衡发挥重要 题 [38] ,而利用干细胞自身所分泌的或者基于干细胞
的调控作用。 培养出的类器官(organoid)所分泌的外泌体来治疗