研究人員通過操縱線粒體來改善神經元重編程

丟失神經元的替換是神經科學的圣杯。一種新的有希望的方法是將神經膠質細胞轉化為新的神經元。提高腦損傷后這種轉換或重新編程的效率是開發可靠的再生醫學療法的重要一步。慕尼黑Helmholtz Zentrum和慕尼黑路德維希馬克西米利安斯大學(LMU)的研究人員已經確定了有效轉化的障礙：細胞代謝。通過在直接重編程過程的早期表達富含神經元的線粒體蛋白，研究人員將轉化率提高了四倍，同時提高了重編程速度。

神經元(神經細胞)在大腦中具有非常重要的功能，例如信息處理。許多腦部疾病，損傷和神經退行性病變的特征是無法替代的神經元丟失。因此，再生醫學的方法旨在通過移植，干細胞分化或將內源性非神經元細胞類型直接轉化為功能性神經元來重構神經元。

Helmholtz ZentrumMünchen和LMU的研究人員正在開創將神經膠質細胞直接轉化為他們最初發現的神經元的領域。膠質細胞是大腦中最豐富的細胞類型，在受傷時會增殖。目前，研究人員能夠將神經膠質細胞轉化為神經元，但是在此過程中，許多細胞會死亡。這意味著只有很少的神經膠質細胞轉化為功能性神經細胞，從而使過程效率低下。

探索新方法

MagdalenaGötz和她的團隊研究了轉換過程中的潛在障礙，并采取了新的途徑：盡管大多數研究都集中在直接神經元重編程的遺傳方面，但他們決定研究線粒體和細胞代謝在這一過程中的作用。這是由于他們先前與馬克斯·康拉德(Marcus Conrad)在Helmholtz ZentrumMünchen的小組合作而獲得的靈感，該研究表明細胞會由于轉化過程中過量的活性氧而死亡。

該研究的第一作者Gianluca Russo解釋說：“我們假設，如果我們能夠幫助將神經膠質細胞的代謝重新編程為神經元的代謝，則可以提高轉化效率。” 根據他們以前的數據，研究人員將注意力集中在細胞的線粒體上。該小組從小鼠的神經元和星形膠質細胞(一種特定類型的神經膠質細胞)中提取線粒體，并與Helmholtz ZentrumMünchen的Stefanie Hauck蛋白質組學專家小組合作，通過研究它們的蛋白質來比較它們。令人驚訝的是，他們發現神經元和星形膠質細胞的線粒體蛋白質組差異達到20%。這意味著在星形膠質細胞和神經元之間，每五個線粒體蛋白都不同。