研究人员发现蛋白质缺乏如何使大脑做好准备以最大限度地减少压力后的损伤

星形胶质细胞，小的星形细胞，在大脑中的信号传递中起着重要作用。由于Ezrin蛋白大量存在于星形胶质细胞的卷须中，因此推测它在脑功能中发挥作用。位于德国耶拿的莱布尼茨衰老研究所-弗里茨李普曼研究所(FLI)的研究人员对Ezrin在大脑发育和成人大脑中的功能和作用进行了体内研究。虽然缺乏Ezrin对发育影响不大，但它确实会改变信号处理和星形胶质细胞的形状。这些作用似乎可以有效减轻神经递质(尤其是谷氨酸)的毒性，从而保护小鼠免受应激(例如，中风)。

星形胶质细胞是大脑中的星形细胞，在维持血脑屏障、为神经细胞提供营养和清除代谢产物方面发挥着重要作用。它们占神经胶质细胞的50%以上，是大脑中的支持细胞，直到最近，它们还被视为只不过是一种将神经细胞粘合在一起的“胶水”。但近年来这种观点发生了巨大变化，尤其是对于星形胶质细胞。

现在认为星形胶质细胞通过其辐射分支(称为星形胶质细胞卷须)在大脑中的信号转导中发挥重要作用，它们介导神经细胞和血管之间的接触。在其他重要的组成部分中，Ezrin蛋白大量存在于星形胶质细胞的卷须中。这表明Ezrin对于大脑神经元发育过程中的星形胶质细胞功能也很重要。尽管Ezrin在体外细胞培养中得到了广泛研究，但到目前为止，关于这种蛋白质在星形胶质细胞中的作用的体内研究很少。

在最近的一项研究中，由德国耶拿莱布尼茨衰老研究所-弗里茨李普曼研究所(FLI)的海伦莫里森教授领导的“神经再生”研究小组现已发现埃兹蛋白在大脑发育中的作用及其缺失的原因可以使大脑做好准备，以尽量减少压力(如中风)后的损伤。该研究最近发表在著名的Glia杂志上。

Ezrin在大脑发育中起什么作用?

我们从自己的研究中了解到，在发育中的大脑中，Ezrin主要存在于发育中的神经元中，也存在于成年大脑中星形胶质细胞的外周突起中。但直到现在，还没有对其对神经系统的功能重要性进行全面的体内研究。”

HelenMorrison教授，莱布尼茨衰老研究所-德国耶拿弗里茨李普曼研究所(FLI)

因此，作为博士研究项目的一部分，对神经系统中缺乏蛋白质Ezrin的小鼠进行了体内研究。调查主要集中在大脑皮层。为了更详细地研究Ezrin在大脑发育和成人大脑功能中的作用，特别注意了星形胶质细胞及其卷须。

“尽管缺乏埃兹蛋白，但小鼠完全正常发育，我们最初感到非常惊讶。与野生型小鼠相比，它们在学习或记忆方面也没有明显缺陷，”StephanSchacke博士报告说，他的博士论文写于这个话题。“从各方面来看，随着大脑的发育，结构和功能上与Ezrin非常相似的相关蛋白质接管了它缺失的功能，从而抵消了它的损失。”只有在探索新环境时，改良小鼠才会表现出不同的、缓慢的行为，这表明神经元信号处理发生了变化。

Ezrin缺乏影响谷氨酸代谢并改变星形胶质细胞的形状

组织学方法和蛋白质组分析能够证明Ezrin的缺乏会改变重要的细胞生物学过程，例如谷氨酸代谢。谷氨酸是中枢神经系统中最重要的兴奋性神经递质之一，对神经细胞间的信号传递至关重要。

信号传输的强度受释放的谷氨酸量和神经递质被重吸收(传输结束)的时间长短等因素控制。在信号传递中，GLAST蛋白起着重要作用，它直接参与谷氨酸的再摄取。在没有Ezrin的情况下，GLAST的量增加，这可能会加速谷氨酸的再摄取。结果，信号传输被削弱和缩短。这可能是对改良小鼠探索行为较慢的一种可能解释。

Ezrin的缺乏也会导致GFAP的上调，GFAP是一种神经胶质丝蛋白，也存在于星形胶质细胞中，负责其机械特性、运动性和细胞形状。GFAP水平升高表明星形胶质细胞的外观发生了形态学变化并处于“反应状态”，这也见于脑损伤或疾病。

Ezrin的缺失可以帮助预防中风吗?

在随后的研究中，表明与野生型小鼠相比，由Ezrin缺失引发的星形胶质细胞变化更好地保护这些小鼠免受压力，例如缺血性中风，在这种情况下，大脑不再有足够的血液和氧气供应由于动脉阻塞。“这些小鼠比它们的野生型亲属更能承受中风，因为由于GLAST的上调，它们已经学会减轻神经递质的危害和毒性，尤其是谷氨酸，如果谷氨酸会导致刺激过载和神经元死亡剂量太高了，”Morrison教授解释说。

“因此，我们的研究不仅提供了关于Ezrin蛋白对我们体内星形胶质细胞功能的重要性的第一个重要见解，而且还指出了一种可能的方法，可以在神经元兴奋性毒性——神经元损伤和死亡的情况下，在中风后实现改善的治疗结果。由过量谷氨酸积累引起的-可以有效预防。”进一步的研究将探讨这种可能性。