Science:环境可影响脑内干细胞分化-科技前沿-泓信生物——汇聚有生命力的未来
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Science:环境可影响脑内干细胞分化

时间:2017-08-14

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脑部干细胞只存在于几个重要区域,最大的干细胞池位于室管膜下区,也是嗅球神经元的供应区。在此处,休眠干细胞们紧密地挤在干细胞龛中。外界环境信号可触发干细胞分类。对啮齿动物而言,每天约有10万个新神经元从干细胞龛迁移至嗅球。到达鼻子的嗅觉刺激首先传给嗅球,由嗅球发送信息给其他大脑区域。因此,辨别气味取决于不同嗅球神经元之间的连接网络。我们知道处于不同位置的干细胞们各司其职,定向分化,但是当新神经元不断产生时,环境信号是否能控制不同位置的干细胞池呢?

脑部干细胞只存在于几个重要区域,最大的干细胞池位于室管膜下区,也是嗅球神经元的供应区。在此处,休眠干细胞们紧密地挤在干细胞龛中。外界环境信号可触发干细胞分类。对啮齿动物而言,每天约有10万个新神经元从干细胞龛迁移至嗅球。到达鼻子的嗅觉刺激首先传给嗅球,由嗅球发送信息给其他大脑区域。因此,辨别气味取决于不同嗅球神经元之间的连接网络。我们知道处于不同位置的干细胞们各司其职,定向分化,但是当新神经元不断产生时,环境信号是否能控制不同位置的干细胞池呢?

       日前,来自Basel大学的研究人员发现,脑部远程连接时,靶向细胞龛内离散干细胞池,刺激干细胞分化产生特定嗅球神经元亚型,可使成人大脑“按需”生产特定类型神经元。在动物模型中,Fiona Doetsch教授研究小组证明,喂食时,下丘脑相关神经元能刺激不同类型干细胞增殖并分化为成熟的特定神经细胞,响应喂食。当动物处于禁食状态,下丘脑神经细胞活性降低,其靶向干细胞增殖速率也同时降低。当动物被投喂饲料,这些细胞也随之恢复到正常水平。喂食相关神经元活性可控制嗅觉干细胞分裂。研究人员进一步鉴定了该特定干细胞亚群,能生产嗅球中的深颗粒细胞(deep granule cells)。该研究解释了生物适应环境的细胞学基础。更重要的是,来自不同脑区域的神经回路可以调节脑内干细胞池以响应刺激和机体状态。

       干细胞最神奇的特点是虽然有着最基本的细胞结构,但没人知道它们接下来会变成什么细胞或细胞亚型,直到它们迁移到合适的环境中才展现具体细胞功能。预测干细胞分化路径,甚至通过外部行为调节它们在体内的定向分化,将有利于多种神经疾病的恢复和治疗。

       人成体干细胞中,牙髓干细胞的活性可达其他来源干细胞的三倍以上,因此其分化能力要优于其他成体干细胞。根据不同的培养环境,牙髓干细胞可被培养成为其他身体组织细胞。