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Nat Neurosci重磅:首次獲得直接證據(jù)發(fā)現(xiàn)大腦干細(xì)胞能保持分裂活性幾個月!雙光子聯(lián)合單細(xì)胞測序再次立功!

蘇黎世大學(xué)腦研究所的Sebastian Jessberge教授團隊在《自然神經(jīng)科學(xué)》上發(fā)表的一項研究中發(fā)現(xiàn)老鼠海馬體中的干細(xì)胞能夠在幾個月的時間里保持持續(xù)的活性

圖中展示了干細(xì)胞(紅色)隨著時間的通過其子細(xì)胞(橙色和黃色,不同的顏色代表著不同的發(fā)展階段)發(fā)育成新的神經(jīng)細(xì)胞(綠色),這些細(xì)胞歷時幾個月在成人海馬體中成形。圖源:蘇黎世大學(xué)

干細(xì)胞會在大腦的整個生命周期中不斷產(chǎn)生新的神經(jīng)細(xì)胞。經(jīng)常發(fā)生干細(xì)胞生成新神經(jīng)細(xì)胞的一個大腦區(qū)域是海馬體,海馬體參與了許多學(xué)習(xí)過程。例如,研究者觀察到抑郁癥和阿爾茨海默病患者會出現(xiàn)新形成的神經(jīng)細(xì)胞數(shù)量減少的現(xiàn)象,并且這種現(xiàn)象與患者的記憶能力下降有關(guān)。

從干細(xì)胞行為到單個細(xì)胞中基因的活性

由博士生Sara Bottes和博士后Baptiste JaegerGregor Pilz領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊使用最先進的顯微鏡對干細(xì)胞及其子細(xì)胞進行遺傳分析(使用單細(xì)胞RNA測序技術(shù)),來分析新神經(jīng)細(xì)胞的形成過程。

通過這樣的分析技術(shù)他們觀察到,特定的干細(xì)胞群能夠在數(shù)月內(nèi)保持其活性,并且能夠反復(fù)分裂。這一現(xiàn)象在早期的研究中是被質(zhì)疑的,而該研究首次獲得了能夠證明該現(xiàn)象的直接證據(jù)。

研究人員還能夠使用干細(xì)胞及其子細(xì)胞的單細(xì)胞RNA測序技術(shù),證明具有不同分裂行為(有少數(shù)細(xì)胞會發(fā)生細(xì)胞分裂,而不是持久地保持干細(xì)胞活性)的干細(xì)胞可以根據(jù)其分子組成和基因表達進行分化。

利用干細(xì)胞進行疾病治療

Jessberger解釋道:“通過兩種現(xiàn)代研究方法的結(jié)合使用(即:雙光子顯微鏡和單細(xì)胞RNA測序技術(shù),我們能夠精確識別出可以在數(shù)月內(nèi)分裂的干細(xì)胞。”同時他也補充道,他們當(dāng)前呈現(xiàn)的關(guān)于干細(xì)胞能夠長期分裂的證據(jù)對未來的治療方法的也有啟發(fā)作用:“我們現(xiàn)在能夠肯定,確實有干細(xì)胞能在數(shù)月的時間內(nèi)分裂。單細(xì)胞RNA測序技術(shù)使我們第一次有機會去了解,究竟哪些基因在單個細(xì)胞的分裂行為中起著重要作用。”

這項新發(fā)現(xiàn)將為未來深入研究特定的基因如何控制干細(xì)胞活動奠定基礎(chǔ)。Jessberger關(guān)于其下一個研究的目標(biāo)總結(jié)道:“成像和單細(xì)胞RNA測序技術(shù)為我們提供了全新的視角,我們期待未來能夠通過這些新技術(shù)的應(yīng)用達到系統(tǒng)地調(diào)節(jié)某些基因活動的目標(biāo)。當(dāng)前我們了解到,確實存在可以在較長的時間內(nèi)分裂的干細(xì)胞,因此,我們希望通過研究,努力提高這些細(xì)胞的分裂活性,從而促進某些精神疾病患者(例如:阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾?。?/span>新神經(jīng)細(xì)胞的形成?!?/span>

參考信息:
Bottes, S., Jaeger, B.N., Pilz, GA. et al. Long-term self-renewing stem cells in the adult mouse hippocampus identified by intravital imaging. Nat Neurosci (2020). 

作者信息

 

編譯作者:UTCSbrainnews創(chuàng)作團隊

校審:Simonbrainnews編輯部)

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