SUMO 蛋白质在激活休眠神经干细胞中起关键作用，这对于大脑修复和再生至关重要。这项研究集中在一种称为 SUMOylation 的过程上，揭示了如何唤醒神经干细胞以帮助大脑恢复，为治疗神经退行性疾病提供了潜在方法。SUMO 蛋白质通过调节 Hippo 通路来控制神经干细胞的重新激活，Hippo 通路对于细胞生长和修复至关重要。该研究的见解为开发再生疗法以对抗阿尔茨海默病和帕金森病等疾病奠定了基础。
由杜克-新加坡国立大学医学院领导的一组国际神经科学家团队发现了一种控制神经干细胞重新激活的机制，这些干细胞对于修复和再生脑细胞至关重要。该研究发表在《自然通讯》杂志上，为理解和治疗常见的神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病提供了令人兴奋的潜力。
当被 SUMO 修饰时，Hippo 通路的核心蛋白 Warts（限制细胞生长并防止神经干细胞重新激活）变得不那么有效。这一发现首次明确了 SUMO 蛋白家族在神经干细胞重新激活中的确切作用。
神经干细胞是大脑主要功能细胞的来源。在大脑初始发育之后，神经干细胞通常进入休眠状态，以节省能量和资源。只有在大脑需要它们时，例如受伤或进行体育锻炼时，它们才会重新激活。然而，随着年龄的增长，越来越少的神经干细胞可以从休眠状态中被唤醒，导致各种神经系统疾病。了解这种重新激活是如何调控的，对于开发治疗各种神经系统疾病的治疗方法至关重要。
在这项研究中，研究团队发现一组特定的蛋白质在通过一个称为 SUMOylation 的过程唤醒休眠神经干细胞中起着至关重要的作用。在 SUMOylation 过程中，一种名为 SUMO（小泛素样修饰子）的小蛋白会在细胞内标记目标蛋白，以影响其活性和/或功能。研究人员发现，这些带有 SUMO 标签的蛋白质会触发神经干细胞的重新激活，使它们能够参与大脑的发育和修复。相反，如果没有 SUMO 蛋白质存在，果蝇会出现类似小头畸形的表型。这是首次明确指出 SUMO 蛋白家族在神经干细胞重新激活中的确切作用。
杜克-新加坡国立大学神经科学与行为障碍项目的研究员高阳博士表示：“我们首次证明了 SUMO 蛋白家族在神经干细胞重新激活和整体大脑发育中起着关键作用。更进一步，我们还展示了当这些蛋白质缺失时，正常的神经元发育会受到阻碍，果蝇会发展出特征性的微小大脑。”
深入探讨 SUMOylation 的影响，研究人员确定它调节了另一个众所周知的通路——Hippo 通路中的关键蛋白。虽然 Hippo 通路已知在细胞增殖、细胞死亡和器官大小等细胞过程中起着关键作用，但很少有已知的脑部调节因子。
当被 SUMO 修饰时，Hippo 通路的核心蛋白 Warts（限制细胞生长并防止神经干细胞重新激活）变得不那么有效。这使得神经干细胞能够生长和分裂，形成新的神经元，从而贡献于大脑功能。
王红艳教授是杜克-新加坡国立大学神经科学与行为障碍研究项目的代理主任，也是该研究的资深作者，她表示：“鉴于 SUMO 蛋白质和 Hippo 通路在人类中高度保守，我们的发现不仅适用于果蝇，也对理解人类生物学很重要。”“SUMOylation 过程和 Hippo 通路的紊乱与人类的各种疾病有关，包括癌症和神经退行性疾病，如阿尔茨海默病和帕金森病。”“我们对 SUMOylation 在大脑中作用的新见解为干预措施开辟了令人兴奋的新机会，这些措施可以导致利用身体自身再生能力的靶向疗法。”
王教授及其团队此前已经证明，果蝇神经干细胞是解开休眠、重新激活和神经元再生之谜的优秀模型。
杜克-新加坡国立大学研究副院长谭培德教授评论道：“这一发现推进了我们对细胞如何工作和受控的理解，为开发针对神经退行性疾病的新型再生疗法提供了信息。”“同时，它为开发治疗小头畸形等神经系统疾病的新方法打开了新的可能性。随着研究的继续，我们离找到有效的方法帮助患有这些疾病的人们并改善他们的生活质量越来越近。”
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，旨在深入了解人类大脑中的基本机制，以创造新的治疗方法，特别是针对患有神经系统疾病的患者。
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