近日，一篇發(fā)表在國際雜志Neuron上題為“The bone transcription factor Osterix controls extracellular matrix- and node of Ranvier-related gene expression in oligodendrocytes”的研究報告中，來自美國西北大學等機構(gòu)的科學家們通過研究發(fā)現(xiàn)，一種已知的用于骨形成的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子或能支持中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的特化細胞，從而促進大腦組織硬化，這一發(fā)現(xiàn)或有望為開發(fā)神經(jīng)元再生的新型療法提供相關(guān)信息。

研究者Brian Popko說道，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了控制少突膠質(zhì)細胞（oligodendrocytes）所產(chǎn)生的細胞外基質(zhì)的分子機制，有意識的是，其還包括能控制骨形成的相同調(diào)節(jié)分子，每當這種調(diào)節(jié)作用被干擾時，少突膠質(zhì)細胞就不會正常會功能，從而就會導(dǎo)致神經(jīng)元功能的破壞。少突膠質(zhì)細胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中稱之為膠質(zhì)細胞的特殊細胞類型，其能支持神經(jīng)元之間的交流溝通，該細胞的主要功能就是產(chǎn)生髓磷脂（myelin），髓磷脂能包裹在軸突（神經(jīng)纖維）的絕緣鞘中，從而幫助神經(jīng)信號在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中正確傳播。

最近的研究表明，少突膠質(zhì)細胞也能為神經(jīng)元提供代謝支持，并支持更為廣泛的大腦功能，以及參與不同的神經(jīng)變性疾病，這些細胞還能產(chǎn)生中樞神經(jīng)系統(tǒng)細胞外基質(zhì)（ECM）的關(guān)鍵組分，ECM由圍繞在所有組織和器官細胞的大分子組成，其能提供結(jié)構(gòu)支持并支持多種細胞的功能。在當前研究中，研究人員旨在確定哪些轉(zhuǎn)錄因子能控制少突膠質(zhì)細胞中ECM相關(guān)的基因表達。

研究者Benayahu Elbaz-eilon說道，少突膠質(zhì)細胞在細胞外基質(zhì)的產(chǎn)生和大腦中生物力學特性的建立中所發(fā)揮的作用常常會被忽視，目前研究人員并不清楚。這項研究中，研究人員利用原子力顯微鏡和遺傳轉(zhuǎn)錄研究技術(shù)相結(jié)合，探索了少突膠質(zhì)細胞如何促進中樞神經(jīng)系統(tǒng)硬化，中樞神經(jīng)系統(tǒng)在大腦幾乎所有的生物學過程中都發(fā)揮著重要作用，包括發(fā)育、再生和衰老等。建立準確的中樞神經(jīng)系統(tǒng)生物力學特性是少突膠質(zhì)細胞非常重要的功能，但在很大程度上都被忽視了。

骨轉(zhuǎn)錄因子或能控制神經(jīng)系統(tǒng)中的基因表達。

圖片來源：Neuron (2023). DOI:10.1016/j.neuron.2023.10.008

利用這些技術(shù)，研究人員發(fā)現(xiàn)，骨形成過程中已知的鋅指轉(zhuǎn)錄因子(Osterix)能與少突膠質(zhì)細胞中的關(guān)鍵基因結(jié)合，這些基因?qū)τ贓CM功能和與郎飛氏結(jié)（Ranvier）或髓鞘小間隙相關(guān)的基因表達至關(guān)重要，Osterix已被證明能控制骨細胞的成熟，而后者對于促進骨形成和生長至關(guān)重要。這一研究發(fā)現(xiàn)，Osterix對于少突膠質(zhì)細胞的發(fā)育、維持以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)中髓磷脂的再生非常必要，且能支持大腦和骨骼組織的硬度。研究者Popko說道，包括少突膠質(zhì)細胞喪失等多種神經(jīng)系統(tǒng)性疾病都會破壞中樞神經(jīng)系統(tǒng)髓鞘的形成，但也會改變大腦中ECM的組成，目前我們剛開始研究理解改變的ECM對神經(jīng)系統(tǒng)功能、修復(fù)和衰老所產(chǎn)生的影響。

目前研究人員非常感興趣分析大腦局限性病變內(nèi)部和附近的ECM的組成以及大腦硬度，他們的目的是識別出新型治療性靶點來幫助將大腦病變周圍的ECM轉(zhuǎn)化為促進神經(jīng)和髓鞘再生的微環(huán)境。研究者Elbaz-eilon說道，目前科學界一直在尋找新方法來促進大腦再生并形成性的髓磷脂，而不是因疾病而發(fā)生丟失的髓磷脂；大腦的再生能力在很多方面依賴于大腦的硬度，在機體健康和疾病發(fā)生過程中充分理解控制大腦硬度的分子通路或能促進研究人員利用這一研究發(fā)現(xiàn)尋找更多新的治療選擇。

綜上，這項比較分析研究結(jié)果表明，Osterix在少突膠質(zhì)細胞和骨形成細胞中發(fā)揮著保守的生物學作用，其或能通過控制ECM組分的表達來介導(dǎo)大腦和骨組織的硬度。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Benayahu Elbaz,Alaa Darwish,Maia Vardy，et al. The bone transcription factor Osterix controls extracellular matrix- and node of Ranvier-related gene expression in oligodendrocytes, Neuron (2023). DOI:10.1016/j.neuron.2023.10.008