Von Astrozyten freigesetztes Serin fördert die zerebrale Gefäßreparatur nach einem Schlaganfall

Schlaganfall ist eine der häufigsten Ursachen dauerhafter Behinderung, und ein Großteil des langfristigen Outcomes hängt davon ab, wie gut das Blutgefäßnetzwerk des Gehirns sich nach einer Verletzung reparieren und umstrukturieren kann. Neue Forschungsergebnisse der Fudan-Universität enthüllen einen bislang unbekannten Mechanismus, durch den Gehirnstützzellen, sogenannte Astrozyten, diese vaskuläre Erholung koordinieren – über die Produktion von Serin, einer nicht-essenziellen Aminosäure.

Die Studie konzentrierte sich auf PHGDH (3-Phosphoglyceratdehydrogenase), das geschwindigkeitsbestimmende Enzym im körpereigenen Serinsynthesepfad. Die Forscher stellten fest, dass die PHGDH-Expression in Astrozyten während der Erholungsphase nach einem ischämischen Schlaganfall erheblich zunimmt, was zu erhöhten Serinspiegeln im ischämischen Kortex führt.

Mithilfe gentechnisch veränderter Mausmodelle zeigte das Team, dass die gezielte Deletion von PHGDH in Astrozyten den Serinspiegel senkte, die vaskuläre Durchlässigkeit erhöhte, die Neubildung von Blutgefäßen beeinträchtigte und den zerebralen Blutfluss 14 Tage nach dem Schlaganfall verminderte. Umgekehrt steigerte die Überexpression von PHGDH in Astrozyten den Serinspiegel, förderte die Neovaskularisierung und vaskuläre Umstrukturierung, verbesserte den Blutfluss und führte zu einer besseren langfristigen funktionellen Erholung.

Mechanistisch wird das von Astrozyten produzierte Serin über den Aminosäuretransporter SLC38A2 von vaskulären Endothelzellen aufgenommen. Diese Aufnahme aktiviert mTORC1 – einen zentralen Regulator von Zellwachstum und Stoffwechsel – innerhalb der Endothelzellen und treibt so Angiogenese und vaskuläre Reparatur voran. Die Stummschaltung von SLC38A2 in PHGDH-überexprimierenden Mäusen hob diese Vorteile vollständig auf. Bedeutsam ist auch, dass Rapamycin, der bekannte mTOR-Inhibitor, die vaskuläre Reparatur nach einem Schlaganfall beeinträchtigte, wenn es den Tieren infundiert wurde.

Für die Langlebigkeits- und Gehirngesundheits-Community sind diese Erkenntnisse bedeutsam. Sie zeigen, dass Serin – das zunehmend als Nahrungsergänzungsmittel untersucht wird – eine entscheidende Signalrolle bei der zerebralen vaskulären Regeneration spielt. Zudem legen sie nahe, dass die mTORC1-Hemmung mit Rapamycin, obwohl sie in Alterungskontexten allgemein vorteilhaft ist, bei der akuten Schlaganfallerholung mit Kompromissen verbunden sein kann. Die Zusammenfassung basiert ausschließlich auf dem Abstract.