Cell Stem Cell：揭示成年人类大脑中神经干细胞被激活的分子机制

来源：100医药网 2025-02-23 13:34

研究结果表明，短暂扩增细胞和神经干细胞之间的反馈信号或能控制干细胞的静息和激活，从而就提供了一种能在生命中维持干细胞池的特殊机制。

干细胞的终生维持意味着来自生境的反馈机制能调节其静息/激活动力学变化。近日，一篇发表在国际杂志Cell Stem Cell上题为 Neural stem cell quiescence and activation dynamics are regulated by feedback input from their progeny under homeostatic and regenerative conditions 的研究报告中，来自渥太华大学等机构的科学家们通过研究揭示了机体神经干细胞（NSCs）激活动力学背后的重要新见解，这些干细胞能构建机体的中枢神经系统并进行自我更新。

文章中，研究人员只在阐明神经干细胞如何整合来自大脑中不同细胞类型的大量信号以及如何解码这些信号。这些都是大问题，因为其能帮助解释神经干细胞如何对细胞环境中的信号产生反应从而控制其是否保持休眠、不分裂的状态（即静息状态）还是被激活生长并分裂，并在此过程中产生新的神经元和神经胶质。

这些研究发现引起了研究一系列成人神经系统疾病和衰老的科学家们的浓厚兴趣，在神经学研究领域，唤醒能保存资源和能量的神经干细胞是神经再生和大脑损伤修复研究的关键。研究者Saghatelyan博士说道，这些数据能帮助我们更好地理解神经干细胞是如何被激活从而产生更多神经元和神经胶质细胞从而抵消不同的神经系统疾病和衰老的，目前我们正在研究神经干细胞对其中一些疾病的反应。研究人员提出的新见解中的一条途径就是关注干细胞如何包裹在称之为子代细胞的后代细胞中，即在亲本细胞分裂后产生的遗传相同的细胞。

研究人员发现，神经干细胞实际上能从其 健谈 的子代细胞那里不断接受反馈，他们将其比作 亲子关系 （parent-child relationship），在这种关系中，父母会密切关注其后代的反馈。很多父母都会有同感，因为他们喜欢从孩子那里得到消息或反馈，基于这一反馈，父母要么放心（即一切都很顺利），要么就会采取行动，研究人员将这种动态与细胞的惊喜或激活状态进行了比较。揭示这一隐藏的机制是一项巨大的研究发现，因为其提供了一种全新的框架来帮助解释如何理解人类大脑中的细胞关联。

截至目前为止，科学家们认为神经干细胞仅会产生后代细胞，而其之间并不存在相互作用；但本文研究挑战了这一观点，并表明，神经干细胞和其后代细胞之间存在紧密的结构-功能相互作用，后代细胞的数量或后代细胞-神经干细胞之间相互作用的效率决定了神经干细胞是否会保持静息状态或被激活从而产生新的神经元和神经胶质细胞。简言之，研究人员发现，少量的后代细胞就会导致神经干细胞的激活，而大量的后代会让其在成年大脑中处于典型的静息状态。

此外，本文研究还促进了科学家们进一步理解神经干细胞如何在空间和时间上整合并解码大量的信号，本文研究首次揭示了神经干细胞中的钙离子信号如何整合并解码所有信号。揭示神经干细胞解码以及其被激活背后的分子机制或许有望帮助科学家们开发人类神经发育障碍的新型疗法；的确，随着研究人员深入探索这项研究提出的问题，推动研究的潜力或许就是下一步的工作。Saghatelyan博士指出，目前我们正在探索在微环境中神经干细胞与不同类型细胞之间的相互作用如何在不同的生理学和病理学状况以及健康衰老中受影响的，而目前我们的实验室正在专注于研究如何产生新的知识来帮助促进神经元的再生。

综上，本文研究结果表明，短暂扩增细胞(TAPs, transient amplifying cells)和神经干细胞之间的反馈信号或能控制干细胞的静息和激活，从而就提供了一种能在生命中维持干细胞池的特殊机制。（100yiyao.com）

参考文献：

Alina Marymonchyk,Raquel Rodriguez-Aller,Ashleigh Willis, et al. , Cell Stem Cell (2025). DOI:10.1016/j.stem.2025.01.001

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