一组研究人员在水果苍蝇中发现的成果可能会改变我们对人类大脑疾病（如阿尔茨海默病和帕金森病）的理解。科学家发现，Eato——一种水果苍蝇蛋白，其在哺乳动物中的对应物已被证实有助于大脑细胞清除有害脂肪——实际上负责的工作更为重要。它不仅保护神经元（大脑细胞）不被破坏，还提高了另一种称为吞噬细胞的细胞清理受损神经元的效率。
康奈尔大学的一组研究人员发现，Eato——一种水果苍蝇蛋白，其在哺乳动物中的对应物已被证明能帮助大脑细胞清除有害脂肪——实际上负责的工作更为重要。它不仅保护神经元（大脑细胞）不被破坏，还提高了另一种称为吞噬细胞的细胞清理受损神经元的效率。研究人员使用了常用于实验的果蝇（Drosophila），因为它们拥有许多与人类相同的基本生物过程。
与分子生物学和遗传学的南希·M·弗莱明副教授、农业与生命科学学院的春汉合作的博士生陈新辰发现，当神经元缺少Eato时，这些神经元会死亡，但并不是自然而然地死亡。而是吞噬细胞被动员去杀死和吞噬神经元。
这项研究可能为阿尔茨海默病等神经退行性疾病提供新的治疗策略，得到了国家卫生研究院的资助以及康奈尔大学的多研究者种子基金的支持。该研究于三月在《科学进展》上发表。
研究人员发现，当大脑细胞受到压力或开始死亡时，细胞表面会出现一种特殊的“吃我”信号，呈现为一种称为磷脂酰丝氨酸（PS）的脂肪分子，该分子翻转到细胞的外侧。这个PS信号像一面旗帜，告诉吞噬细胞：“这个神经元可以被清理并被吞噬”，并帮助吞噬细胞避免错误识别摧毁目标。
通常情况下，Eato帮助将这面旗帜隐藏在细胞依然健康时。但没有Eato时，PS过早出现——即使神经元并未真正受损——导致吞噬细胞摧毁完全健康的大脑细胞。这表明可能的治疗途径可以阻止阿尔茨海默病和帕金森病等疾病中的神经退行性变化。
表型的三类：无退化 [(M) 和 (M′)]，在 en+ 域中被阻止的退化 [(N) 和 (N′)]，以及在 en+ 域中的退化 [(O) 和 (O′)]。
Eato是名为ABCA转运蛋白家族的一员，该蛋白家族由膜蛋白组成，至关重要于细胞中脂质稳态的维持。汉表示，目前已知两种人类ABCA转运蛋白（ABCA1和ABCA7）与阿尔茨海默病相关，另有一些与其他类型的神经退行性疾病有关。
阿尔茨海默病是最常见的痴呆症原因，也是65岁以上成人第五大死因，随着人口老龄化变得愈发普遍。2020年，阿尔茨海默病的护理费用约为3050亿美元，未来这一数字可能超过1万亿美元。
迈克尔·J·福克斯基金会的一项研究发现，帕金森病对个人、家庭和美国政府的总费用每年为519亿美元，其中254亿美元归因于直接医疗费用（例如住院、药物），265亿美元为非医疗费用，如缺勤、工资损失、提前强制退休和家属看护时间。
“自2018年我们建立了一种在Drosophila中观察神经元上PS暴露的系统以来，我们一直在研究吞噬细胞如何吞噬神经元，”汉说。“从那时起，我们一直在研究PS在神经元中的调节以及吞噬细胞如何识别暴露在神经元表面的PS……ABCA脂质转运蛋白是调节PS暴露的良好候选者，因此我们检查了它们并发现了Eato。”
然而，这些发现并不是预期中的结果。团队发现如果同时从神经元和吞噬细胞中去除Eato，损伤会减轻，显示出Eato具有双重角色——它不仅保护神经元，还帮助吞噬细胞检测神经元上暴露的PS。
“Eato在抑制磷脂酰丝氨酸（PS）暴露方面的双重角色完全出乎意料，并不是基于以往对其他ABCA转运蛋白的发现所预测的，”汉说。“Eato在神经元和胶质细胞中的作用似乎不同，尽管在这两种细胞类型中都抑制PS暴露。”
汉和他的团队相信这些发现最终可能会导致治疗阿尔茨海默病等疾病的新方法，通过阻止健康神经元被误清除。实际上，他们甚至发现去除在缺失Eato的神经元上暴露的PS可以防止神经元退化。
“我们发现的Eato机制非常新颖，它们暗示了可能促成这些神经退行性疾病的途径，”汉说。“目前的工作专注于基本机制……但我可以想象，针对暴露的表面PS或胶质细胞识别神经元上PS暴露的能力的治疗可能对防止神经退行性疾病的进展有帮助。”
通过理解Eato等蛋白质的作用，维尔研究所的科学家希望找到减缓或甚至预防现代医学中一些最顽固和恶性的疾病的方法。目前，这项研究离揭开大脑的一些重大谜团又近了一步。
其他贡献者包括来自康奈尔大学维尔细胞与分子生物学研究所的贝·王、安基塔·萨尔卡尔、黄子贤、尼古拉斯·维加拉·鲁伊斯、安·T·杨和瑞秋·陈。
