Penyelidik Korea Kenal Pasti Isyarat Molekul yang Membantu Mengekalkan Mielin dalam Otak Dewasa

Isyarat daripada neuron membantu mengekalkan lapisan pelindungnya

Penyelidik di Institut Penyelidikan Otak Korea telah mengenal pasti laluan isyarat molekul yang membantu sel saraf mengekalkan mielin, bahan penebat di sekeliling seratnya, dalam otak dewasa. Kajian ini menghubungkan tiga protein, CDK14, FAM19A1 dan DIP2A, serta menelusuri bagaimana isyarat yang dihantar oleh neuron boleh mempengaruhi sel yang bertanggungjawab menghasilkan mielin.

Institut itu mengumumkan penemuan tersebut pada 22 Oktober 2026. Pasukan yang diketuai penyelidik utama Choi Young-sik dari Bahagian Penyelidikan Penyakit Otaknya mendapati bahawa tikus yang kekurangan FAM19A1 tidak menunjukkan perbezaan mielin yang ketara semasa perkembangan awal otak, tetapi mengalami mielin yang lebih nipis apabila dewasa. Perubahan itu mengarahkan perhatian kepada usaha mengekalkan lapisan pelindung secara berterusan selepas otak berkembang.

Penyelidik turut mengenal pasti protein penerima pada oligodendrosit, iaitu sel yang menghasilkan mielin dalam otak. Pengurangan protein itu, DIP2A, secara khusus dalam oligodendrosit tikus dewasa menyebabkan mielin berkurangan dalam korpus kalosum, himpunan serat saraf yang menghubungkan kedua-dua hemisfera otak.

Diterbitkan dalam Cell Communication and Signaling, kajian ini menghuraikan rangkaian komunikasi: CDK14 mengubah suai FAM19A1 di dalam neuron, lalu membantunya keluar daripada sel tersebut dan mengikat DIP2A pada oligodendrosit. Interaksi ini menggalakkan kematangan oligodendrosit dan menyokong pengekalan mielin.

Kertas kajian bertajuk "CDK14-dependent phosphorylation of neuronal FAM19A1 activates DIP2A signaling in oligodendrocytes to maintain myelin homeostasis in the adult brain" ditulis oleh Soonbong Baek, Seungeun Yeo, Hyun Jin Jung, Jaemyung Jang, Jae Young Seong dan Youngshik Choe. Kajian itu diterbitkan pada 6 Oktober 2026 dalam Cell Communication and Signaling, selepas diterima pada 10 April 2026 dan diluluskan pada 5 September 2026. DOI-nya ialah 10.1186/s12964-026-03221-3.

Mengapa otak dewasa masih memerlukan pengekalan mielin

Mielin membaluti akson, iaitu serat panjang yang digunakan neuron untuk menghantar isyarat elektrik. Seperti penebat pada wayar, mielin membantu isyarat bergerak dengan pantas dan andal. Oligodendrosit menghasilkan lapisan ini dalam sistem saraf pusat, yang merangkumi otak dan saraf tunjang.

Mielin dewasa terus berubah sebagai tindak balas terhadap aktiviti saraf dan persekitaran sekeliling. Oleh itu, tugas biologi ini bukan sekadar menghasilkan lapisan pelindung semasa perkembangan. Otak juga memerlukan cara untuk memastikan lapisan itu kekal berfungsi ketika rangkaiannya terus aktif.

Pasukan Choi mengkaji bagaimana neuron turut serta dalam tugas itu. Penemuan mereka meletakkan neuron pada permulaan proses komunikasi: neuron melepaskan isyarat protein, kemudian sel berdekatan menerimanya melalui protein pada permukaannya. Sel penerima itu seterusnya berubah dari segi kematangan, sekali gus membantu mengekalkan mielin yang mengelilingi serat saraf.

Penemuan tentang FAM19A1 daripada kajian tikus

FAM19A1 menjadi titik permulaan pasukan itu kerana ia ialah protein yang dirembeskan oleh neuron dalam sistem saraf pusat. Protein yang dirembeskan meninggalkan sel yang menghasilkannya dan boleh membawa mesej kepada sel lain. Dalam kajian ini, penyelidik meneliti sama ada mesej itu membantu mengawal sel yang bertanggungjawab menghasilkan mielin.

Tikus yang kekurangan FAM19A1 tidak menunjukkan perbezaan mielin yang jelas semasa perkembangan awal otak. Namun, apabila mencapai usia dewasa, mielin mereka menjadi lebih nipis. Perbezaan antara peringkat kehidupan ini menjadi inti penemuan tersebut: kesannya mula kelihatan selepas tempoh awal ketika otak membina struktur mielin awalnya.

Dapatan ini mengaitkan FAM19A1 dengan kestabilan mielin yang berterusan pada usia dewasa. Ia juga membantu menjelaskan mengapa pemeriksaan pada peringkat awal perkembangan sahaja akan terlepas satu aspek penting peranan protein ini.

Ketebalan mielin menjadi ukuran konkrit bagi perubahan tersebut. Sarung yang lebih nipis bermakna bahan penebat di sekeliling akson berkurangan. Kajian itu kemudian meneliti mekanisme di sebalik perubahan ini, dengan mengkaji protein manakah pada oligodendrosit yang menerima FAM19A1 dan bagaimana neuron mengawal isyarat yang dihantarnya.

DIP2A bertindak sebagai penerima

Pasukan itu menggunakan analisis proteomik untuk mengenal pasti DIP2A sebagai reseptor FAM19A1 pada permukaan oligodendrosit. Proteomik mengkaji protein dan interaksinya. Reseptor ialah protein yang mengenali isyarat molekul dan membolehkan sel memberikan tindak balas terhadapnya.

Penemuan reseptor itu memberikan kaitan khusus antara neuron yang melepaskan FAM19A1 dengan oligodendrosit yang menerimanya. Pasukan itu kemudian mengurangkan ekspresi Dip2a secara terpilih dalam oligodendrosit pada otak tikus dewasa. Mengurangkan ekspresi bermaksud menurunkan penghasilan protein yang dikodkan oleh gen tersebut dalam sel.

Mielin berkurangan dalam korpus kalosum selepas intervensi itu. Kawasan ini membawa hubungan antara bahagian kiri dan kanan otak, menjadikannya lokasi yang relevan untuk mengkaji lapisan pelindung di sekeliling serat saraf.

Eksperimen kekurangan FAM19A1 dan penekanan Dip2a mengkaji laluan komunikasi yang sama dari dua hujung berbeza. Satu menghapuskan isyarat yang dihantar oleh neuron; satu lagi mengurangkan jentera penerima pada oligodendrosit. Secara bersama, keputusan kedua-duanya mengaitkan komunikasi antara sel-sel ini dengan pengekalan mielin dewasa.

CDK14 mengawal langkah molekul yang khusus

CDK14 melengkapkan satu lagi bahagian mekanisme tersebut. Protein ini ialah kinase, iaitu enzim yang menambahkan kumpulan fosfat pada protein lain. Pengubahsuaian kimia yang disebut fosforilasi ini boleh mengubah tingkah laku protein, termasuk cara protein itu berinteraksi dengan molekul lain.

Penyelidik mengenal pasti sasaran khusus pada FAM19A1: treonina pada kedudukan 109, yang ditulis sebagai T109. Protein ialah rantaian asid amino, dan treonina ialah salah satu bahan binaannya. Nombor itu menunjukkan kedudukannya dalam rantaian, sekali gus membolehkan pasukan mengenal pasti lokasi tindakan CDK14.

Apabila CDK14 memfosforilasikan FAM19A1 pada T109, rembesan FAM19A1 meningkat dan pengikatannya kepada DIP2A menjadi lebih kuat. Oleh itu, pengubahsuaian ini mempengaruhi kedua-dua pelepasan mesej daripada neuron dan interaksinya dengan sel penerima.

Menyekat proses itu mengurangkan rembesan FAM19A1 serta pengikatannya kepada DIP2A. Ia juga melemahkan keupayaan FAM19A1 untuk menggalakkan kematangan oligodendrosit. Perubahan yang saling berkait ini menjelaskan mengapa pasukan itu menyifatkan CDK14, FAM19A1 dan DIP2A sebagai satu laluan isyarat, bukannya tiga protein berasingan yang dikaitkan dengan mielin.

Urutannya boleh difahami dalam tiga langkah. CDK14 mengubah suai protein isyarat di dalam neuron. FAM19A1 dilepaskan dan mengikat DIP2A pada oligodendrosit. Interaksi itu menyokong kematangan sel dan pengekalan mielin.

Neuron memainkan peranan aktif dalam persekitarannya

Choi, penulis koresponden kajian itu, berkata penemuan ini menunjukkan neuron secara aktif mempengaruhi sel yang mengekalkan lapisan pelindungnya. Ketika menghuraikan dapatan itu, beliau berkata dalam kenyataan yang diterjemahkan daripada bahasa Korea:

Kami mengesahkan bahawa neuron bukan sekadar objek yang dilindungi oleh mielin, sebaliknya secara aktif mengawal kematangan oligodendrosit dan keadaan mielin dengan menggunakan isyarat molekul yang dikenali sebagai FAM19A1.

Pengumuman institut itu pada 22 Oktober memetik kenyataan beliau dalam bahasa Korea seperti berikut:

교신저자인 최영식 박사는 "신경세포는 단순히 수초로 보호받는 대상이 아니라, FAM19A1이라는 분자 신호를 이용해 희소돌기아교세포의 성숙과 수초 상태를 능동적으로 조절한다는 사실을 확인"했다며, "향후 CDK14–FAM19A1–DIP2A 신호축이 노화와 퇴행성 뇌질환에서 발생하는 수초 손상과 어떠한 관련이 있는지를 규명한다면, 성체 수초의 안정성을 보존하거나 손상된 수초의 회복을 촉진하는 새로운 치료전략 연구로 확장할 수 있을 것"이라고 밝혔다.

Penemuan ini menghubungkan dua fungsi yang mungkin kelihatan berasingan: menghantar isyarat saraf dan mengekalkan bahan yang membantu isyarat itu bergerak. Neuron membawa mesej elektrik, manakala oligodendrosit menghasilkan mielin. Laluan yang dikenal pasti menunjukkan bagaimana neuron juga boleh membantu mengawal keadaan sel sokongan tersebut.

Kematangan oligodendrosit penting kerana sel perlu mencapai keadaan berfungsi untuk menjalankan peranannya dalam penghasilan dan pengekalan mielin. Dengan menelusuri isyarat yang menggalakkan proses itu, penyelidik memberikan penjelasan molekul tentang satu cara neuron membantu mengekalkan persekitaran terdekatnya.

Langkah seterusnya dalam penyelidikan penuaan dan penyakit otak

Persoalan penyelidikan seterusnya ialah bagaimana laluan CDK14, FAM19A1 dan DIP2A berkait dengan kerosakan mielin semasa penuaan dan penyakit otak degeneratif. Hubungan itu masih belum dipastikan. Kajian yang dihuraikan di sini meneliti mekanisme molekul dan eksperimen pada tikus, manakala pembangunan rawatan dikemukakan sebagai hala tuju penyelidikan pada masa hadapan.

Choi berkata, jika hubungan sedemikian dapat dipastikan, kajian ini boleh diperluas kepada penyelidikan tentang strategi untuk mengekalkan kestabilan mielin dewasa atau menggalakkan pemulihan mielin yang rosak. Kedua-duanya ialah matlamat yang saling berkait: mengekalkan lapisan pelindung sedia ada dan membantu memulihkannya selepas kecederaan.

Laluan ini memberikan langkah khusus untuk dikaji oleh penyelidik, termasuk pelepasan FAM19A1, pengikatannya kepada DIP2A dan tindak balas kematangan dalam oligodendrosit. Memahami langkah yang berubah semasa penuaan atau penyakit akan membantu menentukan perkara yang patut menjadi tumpuan eksperimen seterusnya.

Kajian ini disokong oleh Kementerian Sains dan ICT Korea Selatan serta Kementerian Perdagangan, Industri dan Tenaga. Institut Penyelidikan Otak Korea, yang diketuai Presidennya Lee Seung-bok, mengumumkan kajian itu sebagai penemuan daripada Bahagian Penyelidikan Penyakit Otaknya.

Perkara Utama

• Institut Penyelidikan Otak Korea mengumumkan penemuan itu pada 22 Oktober 2026, selepas kajian diterbitkan dalam Cell Communication and Signaling pada 6 Oktober 2026.
• Tikus yang kekurangan FAM19A1 mengalami mielin yang lebih nipis apabila dewasa, meskipun tidak menunjukkan perbezaan yang jelas semasa perkembangan awal.
• DIP2A dikenal pasti sebagai reseptor FAM19A1 pada oligodendrosit. Pengurangan ekspresi Dip2a dalam sel-sel ini mengurangkan mielin dalam korpus kalosum tikus dewasa.
• CDK14 mengubah suai FAM19A1 pada T109, sekali gus menggalakkan rembesannya, pengikatannya kepada DIP2A dan keupayaannya menyokong kematangan oligodendrosit.
• Pasukan itu merancang untuk mengkaji hubungan laluan ini dengan kerosakan mielin akibat penuaan dan penyakit otak degeneratif.