科學(xué)家揭示了神經(jīng)干細(xì)胞激活的協(xié)調(diào)性

在所有成年脊椎動(dòng)物中，都可以募集神經(jīng)干細(xì)胞以在大腦中產(chǎn)生新的神經(jīng)元。但是，對(duì)于這些所謂的“激活”過(guò)程知之甚少。

巴斯德研究所，CNRS和特拉維夫大學(xué)的科學(xué)家與ÉcolePolytechnique和INRAE合作，已經(jīng)成功地進(jìn)行了3D可視化以及斑馬魚(yú)脊椎動(dòng)物模型的成年大腦中神經(jīng)干細(xì)胞激活的時(shí)空分布分析。

他們的發(fā)現(xiàn)首次證明了這些細(xì)胞的激活事件在時(shí)間和空間上是協(xié)調(diào)的。特別是，這些結(jié)果可能有助于增進(jìn)我們對(duì)腦腫瘤形成過(guò)程中觸發(fā)的調(diào)節(jié)過(guò)程的了解。這些發(fā)現(xiàn)發(fā)表在2021年4月5日的《細(xì)胞干細(xì)胞》雜志上。

在脊椎動(dòng)物(包括人)的許多成年器官中發(fā)現(xiàn)的干細(xì)胞能夠增殖和分化，以產(chǎn)生新的功能性細(xì)胞。例如，大腦中的干細(xì)胞(神經(jīng)干細(xì)胞)在成年后會(huì)產(chǎn)生新的神經(jīng)元。大多數(shù)時(shí)候，神經(jīng)干細(xì)胞處于休眠狀態(tài)，稱為“靜止”。為了產(chǎn)生神經(jīng)元，它們必須首先激活然后分裂。這個(gè)激活階段至關(guān)重要：這是干細(xì)胞募集的先決條件，對(duì)于它們的存活(過(guò)度激活的細(xì)胞會(huì)很快耗盡)和所形成的神經(jīng)元的位置和類型也至關(guān)重要。

在它們的適當(dāng)位置，神經(jīng)干細(xì)胞以隨機(jī)順序和異步地激活并返回到休眠狀態(tài)，這表明這些事件可能在細(xì)胞群體水平上得到了協(xié)調(diào)。巴斯德研究所斑馬魚(yú)神經(jīng)遺傳學(xué)研究組的科學(xué)家選擇了斑馬魚(yú)來(lái)檢驗(yàn)這一假設(shè)，因?yàn)榘唏R魚(yú)的成年大腦含有大量的神經(jīng)干細(xì)胞，否則它們類似于哺乳動(dòng)物干細(xì)胞。通過(guò)成年魚(yú)的活體(非侵入性)雙光子成像，他們能夠在其小生境中拍攝干細(xì)胞數(shù)周，并實(shí)時(shí)研究每個(gè)細(xì)胞相對(duì)于鄰近細(xì)胞的激活模式。實(shí)時(shí)和長(zhǎng)期計(jì)算仿真中進(jìn)行的空間統(tǒng)計(jì)分析和建模證明了活化細(xì)胞產(chǎn)生的抑制性相互作用的存在，將其他相鄰干細(xì)胞的激活延遲幾天。通過(guò)在體內(nèi)施用藥理學(xué)分子，科學(xué)家還確定了所涉及的分子途徑，即Notch信號(hào)傳導(dǎo)途徑。最后，他們證明了這些相互作用能夠在時(shí)間和空間上穩(wěn)定地產(chǎn)生神經(jīng)元。

標(biāo)簽： 神經(jīng)干細(xì)胞