科技日报北京2月11日电 （记者张佳欣）脑细胞如何决定何时“吞入”外界物质，一直是神经科学的重要问题。美国宾夕法尼亚州立大学研究团队最新发现，神经元表面下方一种名为膜相关周期性骨架（MPS）的晶格状结构，可能充当内吞作用的关键“守门人”，通过物理方式调控营养与信号分子的进入。这一发现为理解阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病发生机制提供了新线索。相关成果发表于最新一期《科学进展》。
神经元会持续从细胞外液中吸收信号分子、营养物质甚至自身膜片段，这一机制对学习、记忆及细胞维持至关重要。当内吞失调时，大脑中可能出现异常蛋白聚集，这是神经退行性疾病的典型特征。
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2013年，同一研究团队首次发现了神经元内部的MPS这一骨架结构。本次研究利用超分辨率显微成像技术，对培养皿中的神经元进行纳米尺度观察发现，MPS比此前认为的更活跃，就像“交通控制系统”，对几乎所有主要形式的内吞作用进行调控。
实验结果显示，一旦MPS被破坏，细胞吸收物质的速度显著加快，说明该结构在正常情况下能起到“刹车”作用，限制内吞发生。令研究人员惊讶的是，MPS还能发生自我解体。当内吞活动增强时，会触发分子信号，使相关蛋白切割部分骨架结构，从而打开更多通道，形成促进内吞的正反馈循环。
团队进一步构建了模拟阿尔茨海默病早期状态的细胞模型，让神经元产生额外的淀粉样前体蛋白（APP）。结果发现，MPS结构降解会加速APP进入细胞，并进一步被切割成具有神经毒性的β-淀粉样蛋白42。随着MPS减弱，毒性分子积累增加，细胞死亡相关指标明显升高。
团队认为，MPS可能作为神经保护屏障杠杆风险，通过限制毒性蛋白摄入维持细胞稳态。在衰老和神经退行性疾病中，该结构破坏可能触发淀粉样蛋白增加与结构退化的恶性循环，稳定MPS或成为延缓疾病早期进展的新策略。
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