N-乙酰天門冬氨酸（NAA）是哺乳動物中樞神經系統CNS中最豐富的氨基酸衍生物之一，它在少突膠質細胞中被天門冬氨酰酶（ASPA）分解為L-天冬氨酸和乙酸。乙酸殘基被認為有助于髓磷脂的合成。此外，NAA代謝的異常還與多種神經系統疾病有關，包括腦白質營養不良和脫髓鞘疾病，如多發性硬化。ASPA功能的遺傳缺陷會導致卡納萬病，其特征是NAA水平升高，髓鞘和神經元喪失，CNS中出現大的空泡形成，并在兒童期早亡。盡管NAA在CNS中的直接作用尚不清楚，但在外周脂肪組織中，NAA衍生的乙酸已被發現能夠修飾組蛋白，這是一種參與細胞分化的表觀遺傳調節機制。
2023年5月4日，美國麻省大學醫學院紅瑞基因治療中心主任高光坪教授團隊在Progress in Neurobiology上發表題為“Renewal of oligodendrocyte lineage reverses dysmyelination and CNS neurodegeneration through corrected N-acetylaspartate metabolism”的研究論文。
本文假設大腦中缺乏細胞分化導致了NAA代謝異常疾?。ㄈ?/span>Canavan）中的脫髓鞘和神經退行性變。研究表明，小鼠中ASPA功能的喪失會破壞髓鞘形成，并使神經元和少突膠質細胞標志物的轉錄表達向較低分化階段轉變。重新表達ASPA后，這些少突膠質細胞和神經元譜系標志物得到改善或恢復正常，表明ASPA對NAA的分解在神經元和少突膠質細胞的成熟過程中起著重要作用。此外，ASPA重新表達的效果在老年小鼠中受到抑制，可能是由于神經元而不是少突膠質細胞恢復能力有限。通過恢復ASPA酶的表達，可以改善NAA代謝紊亂，促進少突膠質細胞和神經元的恢復，從而糾正中樞神經系統的病理變化。
實驗部分
本文使用TissueGnostics公司TissueFAXSiQ倒置高分辨全景快速掃描系統對全景腦組織切片進行免疫熒光圖像采集。
實驗對10種以上RNA片段進行熒光標記，并且借助于TissueGnostics公司的Tissue Cytometry技術，更進一步獲得了共聚焦級別的單細胞轉錄組水平可視的量化分析結果，以及對應細胞的形態學數據?？紤]到相關數據分析是在全景成像以及Z軸全景深成像的基礎上，得以確保數據的客觀和真實性，最終在技術層面上實現了一次新的突破。
除此之外，Tissue Cytometry技術還可以支持組織原位30+以上免疫熒光染色的成像，同樣可以在全景共聚焦級別的清晰度基礎上，實現Z軸全景深成像的需求；在單細胞定量的維度之上還可以完成分子探針-蛋白標記-組織形態空間微環境分布的深度分析，無論從轉錄測序等技術的原位驗證，還是作為一套擁有整套解決方案的標準化工具，皆可實現更多更深入的重要前沿研究課題的助力目標。
ASPA酶活性的恢復對受影響的腦區中Nestin表達的影響
在ASPA重表達后，小鼠腦中Nestin陽性細胞的數量增加了，尤其是在受損最嚴重的腦區，如丘腦、小腦、腦干和胼胝體。這可能表明ASPA重表達促進了神經干細胞或其他類型的干細胞的活化和增殖，為神經系統的修復提供了細胞源。
Fig 1 在ASPA重表達后，Nestin mRNA+細胞在中樞神經系統整體地增加，且呈現出區域特異性的分布。
（B）對皮質(CTX)、紋狀體(STR)、胼胝體(CC)、海馬體(HC)、丘腦(TH)、中腦(MB)、小腦(CB)和腦干(BS)區域的Nestin
mRNA+細胞計數。
（C）TH、CB、BS、CC等腦區Nestin+ m RNA細胞計數。
(D) 注射4周后各腦區Nestin+ m RNA熒光陽性細胞的免疫熒光圖像（綠色輪廓圈出）。
單細胞RNA的空間量化分析
將全腦矢狀切片（每個實驗組每個時間點3個）的組織樣本圖像導入StrataQuest軟件。通過DAPI+細胞定位將后續多輪圖像進行疊加，并使用ROI圈選感興趣區域：皮層、胼胝體、海馬、紋狀體、丘腦、中腦、小腦和腦干。為了分析對熒光mRNA靶標呈陽性的單細胞，使用軟件識別DAPI染色組織的細胞核。接下來，在每個核周圍生成一個輪廓（白色），以標記每個細胞體的邊界（圖S5B）。然后，為了避免組織自發熒光造成的假陽性計數，為每個通道/mRNA靶標設置最大熒光強度（x軸）和總熒光強度單位（y軸）的檢測參數，并將同一通道的相同設置應用于所有實驗組。然后，根據mRNA點狀物的最高熒光強度對細胞進行門限劃分（圖S5C）。最后，導出所有細胞（白色和綠色輪廓）、總mRNA+細胞（僅綠色輪廓）（圖S5D）和總DAPI+細胞的計數。
