成人大腦的某些區(qū)域包含靜止或休眠的神經(jīng)干細(xì)胞，這些細(xì)胞有可能被重新激活以形成新的神經(jīng)元。然而，人們對(duì)從靜止到增殖的轉(zhuǎn)變?nèi)灾跎?。由日?nèi)瓦大學(xué) (UNIGE) 和洛桑大學(xué) (UNIL) 的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞代謝在此過程中的重要性，并確定了如何喚醒這些神經(jīng)干細(xì)胞并重新激活它們。生物學(xué)家成功地增加了成年小鼠甚至老年小鼠大腦中新神經(jīng)元的數(shù)量。這些有望用于治療神經(jīng)退行性疾病的結(jié)果將發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
干細(xì)胞具有獨(dú)特的能力，可以不斷地復(fù)制自身，并產(chǎn)生具有更特殊功能的分化細(xì)胞。神經(jīng)干細(xì)胞 (NSC) 負(fù)責(zé)在胚胎發(fā)育過程中構(gòu)建大腦，生成中樞神經(jīng)系統(tǒng)的所有細(xì)胞，包括神經(jīng)元。
神經(jīng)發(fā)生能力隨著年齡的增長(zhǎng)而下降
令人驚訝的是，即使在大腦完全形成后，NSCs 仍然存在于某些大腦區(qū)域，并且可以在整個(gè)生命過程中產(chǎn)生新的神經(jīng)元。這種稱為成人神經(jīng)發(fā)生的生物學(xué)現(xiàn)象對(duì)于學(xué)習(xí)和記憶過程等特定功能很重要。然而，在成人大腦中，這些干細(xì)胞變得更加沉默或“休眠”，并降低了它們更新和分化的能力。結(jié)果，隨著年齡的增長(zhǎng)，神經(jīng)發(fā)生顯著減少。UNIGE 理學(xué)院分子與細(xì)胞生物學(xué)系名譽(yù)教授 Jean-Claude Martinou 和 UNIL 生物醫(yī)學(xué)科學(xué)系副教授 Marlen Knobloch 的實(shí)驗(yàn)室生物和醫(yī)學(xué)學(xué)院發(fā)現(xiàn)了一種代謝機(jī)制，成人神經(jīng)干細(xì)胞可以通過這種機(jī)制從休眠狀態(tài)中蘇醒并變得活躍。“我們發(fā)現(xiàn)線粒體是細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生能量的細(xì)胞器，它參與調(diào)節(jié)成人 NSC 的激活水平，”UNIL 研究員、與 Valentina Scandella 共同第一作者 Francesco Petrelli 解釋說。線粒體丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 (MPC) 是十一年前在 Martinou 教授的小組中發(fā)現(xiàn)的一種蛋白質(zhì)復(fù)合物，在這種調(diào)節(jié)中起著特殊的作用。它的活性影響細(xì)胞可以使用的代謝選擇。通過了解區(qū)分活躍細(xì)胞和休眠細(xì)胞的代謝途徑，科學(xué)家可以通過改變線粒體代謝來喚醒休眠細(xì)胞。
新視角
生物學(xué)家通過使用化學(xué)抑制劑或通過為Mpc1基因生成突變小鼠來阻斷 MPC 活性。使用這些藥理學(xué)和遺傳學(xué)方法，科學(xué)家們能夠激活休眠的神經(jīng)干細(xì)胞，從而在成年甚至老年小鼠的大腦中產(chǎn)生新的神經(jīng)元。
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