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渥太华大学的一位神经科学家领导了一个加拿大研究小组，揭示了神经干细胞（NSCs）激活动力学的重要新见解。这些干细胞构建了我们的中枢神经系统和自我更新。
渥太华大学的一位神经科学家领导了一个加拿大研究小组，揭示了神经干细胞（NSCs）激活动力学的重要新见解。这些干细胞构建了我们的中枢神经系统和自我更新。
由渥太华大学的Armen Saghatelyan博士领导的合作小组旨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，以及它们如何解码这些信号。
这些都是大问题，因为NSCs如何对细胞环境中的信号做出反应，控制着它们是保持休眠，不分裂状态，即“静止”状态，还是被激活生长和分裂，在此过程中产生新的神经元和神经胶质。
今天发表在《细胞干细胞》（Cell Stem Cell）杂志上的报告结果，肯定会引起研究一系列成人神经系统疾病和衰老的科学家的浓厚兴趣。在神经领域，唤醒休眠的NSCs保存资源和能量，是神经再生和脑损伤修复的关键。
“这些数据使我们有可能更好地理解如何激活NSCs来产生更多的神经元和神经胶质，以抵消不同的神经系统疾病和衰老。我们目前正在研究NSCs对这些情况的反应，”加拿大产后神经发生研究主席和新出版物的资深作者Saghatelyan博士说。（神经发生是新神经元在大脑中形成的过程。）
细胞“亲子”关系
新见解的一个途径集中在干细胞如何包裹在被称为“子”细胞的后代上——在亲本细胞分裂后产生的基因相同的细胞。
研究小组发现，神经干细胞实际上从它们健谈的子细胞那里不断得到反馈。Saghatelyan博士将其比作“亲子关系”，在这种关系中，父母会密切关注孩子的反馈。
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。根据这种反馈，父母要么放心，一切都很顺利，要么采取行动，”他说，并将这种动态与细胞的静止或激活状态进行了比较。
揭示这种隐藏的机制是一项重大发现，因为它为如何理解人类大脑中的细胞关系提供了一个全新的框架。
Saghatelyan博士说：“到目前为止，人们认为NSCs只产生后代，它们之间没有相互作用。”“但我们的工作挑战了这一观念，并表明NSCs及其后代之间存在紧密的结构-功能相互作用，后代的数量或后代- nsc相互作用的效率决定了神经干细胞是保持静止还是被激活以产生神经元和神经胶质。”
简而言之，研究小组发现，少量的子细胞会导致神经干细胞的激活，而大量的后代会使它们在成年大脑中处于典型的静止状态。
此外，这项新研究促进了我们对NSCs如何在空间和时间上整合和解码大量信号的理解。Saghatelyan博士说，这项研究首次揭示了“NSCs中的钙信号可以整合和解码所有这些信号。”
为未来的治疗提供信息
这些了解NSCs如何解码信号以及它们的激活如何被触发的新窗口为未来人类神经发育障碍的治疗提供了强大的潜力。事实上，随着研究合作者探索这项工作提出的问题，推进这种潜力是他们的下一步。
“我们现在正在探索NSCs与微环境中不同细胞类型的相互作用如何在不同的生理和病理条件下以及健康衰老中受到影响，”Saghatelyan博士说，他的医学院研究实验室专注于产生新的知识来帮助促进神经元再生。
这项研究始于拉瓦尔大学，Saghatelyan博士的实验室一直在那里，直到2022年。这项研究是在渥太华大学医学院进行的，在那里，一种尖端的双光子成像系统使评估神经干细胞的功能活动成为可能。单细胞测序和空间转录组学由多伦多大学和不列颠哥伦比亚大学的合作者进行。机器学习合作在拉瓦尔大学进行。
这项工作得到了加拿大卫生研究院（CIHR）、加拿大创新基金会（CFI）的支持，并得到了加拿大研究主席计划的投资。
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