通常被用作抗流感藥物的神經氨酸酶抑制劑可以促進腦梗塞後的神經再生——名古屋市立大學研究生院醫學研究科腦神經科學研究所的澤本和延教授（兼職生理學研究所）、松本真實特任助教等人組成的研究團隊發現，新生神經細胞（新生神經元）在出生後的小鼠腦内集體移動時，會在細胞之間形成寬闊的間隙並高速移動，與此同時還發現當腦梗塞導致腦部受損時，縮少這種間隙的神經氨酸酶會出現增加，從而使神經元難以移動。研究人員透過投餵神經氨酸酶抑制劑後發現，不僅是小鼠，靈長類動物的神經元也變得更加容易移動，從而促進了受損大腦的神經元再生和功能恢復。相關研究成果已刊登在《EMBO Molecular Medicine》上。
圖：研究成果概要圖（供圖：名古屋市立大學）
© 2024 Matsumoto et al. Originally published in EMBO Molecular Medicine
產生神經元的幹細胞不僅存在於胎生期，也存在於出生後大腦的特定區域。由神經幹細胞產生的新生神經元呈鏈狀，在大腦中高速移動，到達目的地後發育成熟，並參與維持大腦功能。另一方面有報告稱，當發生腦傷時，一些新生神經元會移動到受傷部位，重新生成新的神經元，但這種移動效率低，無法恢復因傷害而失去的腦功能。
研究團隊調查了在正常大腦中移動的新生神經元能夠高速移動的終極因數。透過三維電子顯微鏡分析發現，呈鏈狀連接的新生神經元之間存在很寬的間隙。這種間隙透過多口水酸（PSA）來維持，因此新生神經元之間維持着適當的粘合狀態。也就是說，透過PSA形成的適當的間隙，在正常腦内移動的新生神經元可以在腦内高速移動。
研究人員用三維電子顯微鏡分析了在受傷大腦中移動的新生神經元，發現其間隙減量，細胞過度粘合。當研究人員調查參與維持間隙的PSA水平時發現，在受傷腦内移動的新生神經元中，PSA水平有所減量。此外，還發現切斷PSA的神經氨酸酶的表達因腦傷而擧升。這些結果表明，在受傷的大腦内移動的新生神經元中，由於腦傷導致切斷PSA的神經氨酸酶增加，降低了PSA水平，因此導致過度的細胞粘合，進而降低了神經元移動的效率。
研究人員還調查了透過抑制受傷大腦中增加的神經氨酸酶，促進新生神經元的移動，有效地向受傷部位提供新生神經元的方法能否有助於大腦功能再生。研究人員向腦梗塞模式小鼠注射神經氨酸酶抑制劑——抗流感藥物瑞樂沙（Relenza）後，發現PSA的減量得到了抑制，並且促進了新生神經元向受傷部位的移動。研究發現，向受傷部位提供更多的新生神經元也會增加成熟神經元的數量。此外，調查腦梗塞對步行功能下降的影響時，發現投餵了抑制劑的小鼠步行功能有所恢復。另外，不僅在小鼠身上，在與人類相近的靈長類動物的受傷大腦中，投餵瑞樂砂也能抑制PSA的減量，並促進新生神經元向受傷部位的移動。
這些結果表明，透過抑制由於腦傷而增加的神經氨酸酶的作用，可以促進新生神經元的移動、促進神經元再生、並恢復大腦功能。
透過應用此次闡明的機制，有望向尚未確立根本冶癒方法的腦疾病推廣侵襲性低、冶癒效果廣泛的新冶癒法。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：EMBO Molecular Medicine
論文：Neuraminidase inhibition promotes the collective migration of neurons and recovery of brain function
DOI：10.1038/s44321-024-00073-7
