萨克生物研究所的研究人员意外发现凝血酶可以降解神经，也揭开了支持神经的神经胶质细胞（包括许旺细胞）提供保护作用的机制，这项研究发表在《PLOS Genetics》上，该研究发现许旺细胞可以通过抑制凝血蛋白以及其他肌肉细胞释放的破坏性酶的作用来保护神经细胞。这项工作对肌萎缩性脊髓侧索硬化症（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）、多发性硬化症、老年痴呆症或精神分裂症等疾病有着重要的影响。
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“这是第一项发现和凝血相关的蛋白质——凝血酶在肝脏系统之外发挥生物学功能，同时在神经降解过程中发挥重要作用。”该研究通讯作者、萨克研究所Kuo-Fen Lee教授说道。“我们进一步发现许旺细胞可以对抗凝血酶以保护神经。这些结果完全出乎意料，对健康和疾病状态下突触的形成和维持提出了有趣的问题。”
许旺细胞在被称为轴突的神经线状突起周围形成一种保护性的绝缘体，帮助形成突触以及神经细胞之间的联系。为了更深入了解许旺细胞在神经健康中的作用，该研究小组研究了一种特殊的突触——肌肉神经接点（neuromuscular junction，NMJ），它是许旺细胞、神经元和肌肉之间的联系界面。在没有许旺细胞的情况下，小鼠模型中的NMJ突触在两天之后就降解了，这证明了它们在突触生长中的作用。研究人员发现在没有许旺细胞的情况下，NMJ中的信号分子乙酰胆碱是神经元降解的主要罪魁祸首。
当研究人员深入研究后，他们发现了一种过去未发现的机制：如果让乙酰胆碱自生自灭，它会促使肌肉细胞释放一种叫做凝血酶的凝血蛋白，这种蛋白和其他酶一起会降解神经。健康神经元中，许旺细胞会释放分子阻断凝血酶，从而保护神经突触。
“我们很惊讶许旺细胞可以通过非直接地抑制活动肌肉释放的负面因子来维持神经肌肉突触的发育，其中一个因子就是凝血酶，它最著名的作用就是形成血块。”前萨克生物研究所研究员、该研究第一作者Thomas Gould说道。
为了确认凝血酶在NMJ中的作用，研究人员在小鼠模型中进行了观察，这种小鼠模型体内缺少凝血酶，结果发现老鼠的神经元轴突降解更少。这些结果进一步确认了凝血酶在神经元轴突的降解中扮演关键角色。
“这项研究对改变突触发育和维持的遗传和分子生物学通路提供了新观点。”Lee说道。“下一步是研究凝血酶和其他因子破坏突触的生物学机制，最终的目标是找出新的疾病干预手段，以治疗凝血酶富集或者功能失调相关的疾病。”
参考资料：Kuo-Fen Lee et al. Glial cells maintain synapses by inhibiting an activity-dependent retrograde protease signal. PLOS Genetics (2019). DOI: 10.1371/journal.pgen.1007948