发现干细胞照亮人类大脑进化,指向疗法

加州大学旧金山分校的科学家们发现了一种新的干细胞发展中人类大脑。细胞产生神经细胞,帮助形成大脑皮层——高等的认知功能的网站,可能占该地区的急剧扩张导致人的血统,研究人员说。

未来的研究这些细胞有望阐明发展自闭症和精神分裂症等疾病和畸形大脑发育头小畸型、lissencephaly和神经元迁移障碍,他们说,以及与年龄相关的疾病,如阿尔茨海默氏症。

研究还将允许科学家追踪分子细胞经历的步骤,因为它会演变成神经细胞,或神经元,它产生。这些信息可以被用来提示胚胎干细胞培养皿中区分为潜在的替代疗法使用的神经元。

这项研究发表在最近一期的杂志上自然(vol.没有。464年,554 - 561;问题7288)。

“这一发现有可能改变我们对发展的理解和人类大脑皮层的进化,人类最独特的一部分中枢神经系统说:“这项研究的资深作者,神经学家阿诺德·克里斯坦,医学博士,博士,主任和伊莱Edythe再生医学中心和广阔干细胞研究加州大学旧金山分校。

“这也应该通知我们对发展的理解疾病和预先创建细胞疗法。许多神经系统疾病发展神经元或它们之间的神经回路。如果我们要了解这些疾病的发展,我们必须更好地了解人类和灵长类动物大脑皮层发展。”

在啮齿类动物和人类发展中皮层包含一层叫做放射状胶质细胞的神经干细胞,驻留在充满液体的心室和产生细胞前体的神经元。这些前体神经元进一步扩散在一个地区称为subventricular区(SVZ),增加它们的数量,然后分化为新生神经元。然后,神经元迁移沿径向神经胶质纤维皮层,在那里他们帮助形成组织的感官知觉,运动命令,空间推理,有意识的思想和语言。

然而在人类和非人类的灵长类动物,SVZ的大规模扩展的外部区域,称为外subventricular区(OSVZ)。大约20年前,科学家们推测OSVZ还含有干细胞,但直到现在,他们缺乏证据。

在最近的研究中,主要作者大卫·v·汉森博士,博士后,和简·h·他的研究生,克里斯坦实验室检查OSVZ,使用新的标签和跟踪技术跟踪单个细胞和他们的后代在培养组织切片从胎儿皮质组织正在进行的研究捐献的。

他们两种细胞区域内的特征——小说神经干细胞及其女儿细胞,称为交通放大单元。干细胞相似的放射状胶质细胞结构和行为,如径向神经胶质,有径向纤维新生神经元迁移到大脑皮层。

细胞增殖的地区是一个繁忙的枢纽。干细胞经历不对称的细胞分裂,形成两个不同的子细胞,一份原始的干细胞,另一个是传输放大单元。交通放大细胞经历了多次对称分裂之前所有的子细胞开始分化成神经元的过程。

“我们非常有兴趣了解这些部门监管模式,”克里斯坦说。“我们怀疑故障在大脑细胞循环调节占各种发育疾病。”

更广泛地说,他说,团队想了解新的干细胞比较放射状胶质细胞和神经元的两套在大脑皮层产生积分。“神经元可能产生SVZ和OSVZ,”他说。“他们可能最终在同一层的大脑皮层迁移到位并开始形成电路。

“这表明我们可能会有马赛克人类大脑皮层的细胞类型,有细胞起源于传统的区域和细胞产生的新的区域在大脑皮层混和。灵长类动物大脑皮层的复杂性可能会显著增加的交互进化意义上说“年轻”神经元与源自更原始的区域。”

内细胞的大量人类OSVZ”告诉我们要小心建模时人类大脑疾病的老鼠,”克里斯坦说。“特别是在大脑皮层——最高度发达的部分灵长类动物和人类的大脑——会有重要的啮齿动物和人类之间的区别。”