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研究显示,短暂扩增细胞与神经干细胞之间的反馈信号可能是一种调控干细胞休眠与激活状态的机制,为维持生命过程中的干细胞储备给予了新的思路。
干细胞的长期维持需要依靠来自其微环境的反馈机制来调控休眠与激活之间的动态平衡。近期,国际权威期刊《Cell Stem Cell》发表了一项题为“Neural stem cell quiescence and activation dynamics are regulated by feedback input from their progeny under homeostatic and regenerative conditions”的重要研究。由渥太华大学等科研组织的科学家们组成的研究团队深入探讨了神经干细胞(NSCs)在激活动态背后的科学原理,这些细胞是中枢神经系统的构建者,具有自我更新的能力。
研究人员深入剖析了神经干细胞如何整合和解读来自大脑中各类细胞的复杂信号。这项研究阐明了这些细胞如何接收并响应周围环境的信号,从而决定是保持静止不分裂的静息状态,还是启动分裂以产生新的神经元和神经胶质细胞。
这些发现引起了研究成人神经系统疾病及衰老的科学家的极大兴趣。唤醒神经干细胞对于神经再生及大脑损伤修复至关重要。Saghatelyan博士指出,该研究的数据有助于更加深入地理解神经干细胞如何被激活,以生成更多神经元和神经胶质,从而抵御多种神经系统疾病和衰老问题。现在,研究团队正在探索神经干细胞对这些疾病反应的机制。研究人员的新发现之一是观察干细胞如何包裹在其“后代”——即亲本细胞分裂后产生的基因相同的细胞——中。
研究发现,神经干细胞能从活跃的子代细胞中获取持续反馈,这种互动被形容为“亲子关系”。在这种关系中,父母准确捕捉孩子的反馈信息。科学家将这种动态机制类比为细胞如何进入激活状态的过程。这一隐藏机制的揭示为理解大脑中的细胞交互给予了崭新的视角。
此研究挑战了传统观点,传统观点认为神经干细胞仅生产子细胞而缺乏互动。本研究揭示了神经干细胞与其后代细胞之间存在紧密的结构和功能互动。后代细胞的数量以及与神经干细胞的互动效率决定了干细胞是进入静息还是激活状态以产生新的神经元。研究进一步发现,当后代细胞数目较少时,神经干细胞倾向于被激活;而大量后代细胞则促使其保持典型静息状态,尤其在成年大脑中。
此外,此研究有助于了科学家对神经干细胞如何在时间和空间上整合并解读多重信号的理解。研究首次揭示了神经干细胞中钙信号如何起到整合和解码信号的作用。揭示这种解码与激活背后的分子机制,有望有助于人类神经发育障碍新疗法的开发。随着进一步研究展开,探究这些问题的潜力或许就是研究的下一步重要方向。Saghatelyan博士表示,现在实验室专注于探讨神经干细胞与微环境中不同细胞类型间的相互作用在各种生理和病理状态下的影响,以期生成有助于神经元再生的全新知识。
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