在小鼠中,单一的干细胞群有助于终生的海马神经发生
科学家们曾经认为哺乳动物在成年时就拥有了它们应有的所有神经元,但60年代的研究发现,成年大脑的某些部位会产生新的神经元,90年代的开创性研究帮助确定了这些神经元的起源和功能。在最新的研究中,一组研究人员在小鼠身上发现,一个单一的神经祖细胞谱系有助于胚胎、出生后早期和成年海马的神经发生,而且这些细胞在一生中不断地产生。这项研究发表在3月28日的杂志上细胞。
“从概念上讲,这表明我们的大脑有不断改进、适应和吸收新事物的能力细胞宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院(Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania)资深作者宋洪军(Hongjun Song)说。“这一点非常重要,因为大家都知道海马体对学习、记忆和情绪调节非常重要。”
神经发生最初被认为有两个阶段:发育阶段,主要发生在胚胎和出生后不久神经元都是由干细胞产生的干细胞能建立起整个神经系统的回路。成人神经发生被认为起源于特定的神经种群干细胞这是“搁置”的,与胚胎发生期间产生神经元的前体不同。但事实证明这并不是那么简单。
在目前的研究中,研究人员标记了前体神经干细胞在老鼠的早期阶段大脑发展。然后他们在整个发育过程中跟踪细胞的谱系直至成年。他们的发现表明,在动物的一生中,带有前体细胞标记的新的神经干细胞不断产生。
RNA-seq和ATAC-seq分析证实了该谱系中所有细胞具有共同的分子特征和相同的发育动态。
“早期的研究表明,大脑的特定部位,如嗅球和海马体,可以产生神经元,”宋说。“在这项研究之前,人们并不清楚这是如何发生的。我们首次在哺乳动物的大脑中发现,发育从一开始就在进行,而且这一过程是连续发生的,持续一生。”
成人神经发生在人类和灵长类动物中的流行是该领域一个积极讨论的领域,需要更多的研究来确定在小鼠中观察到的干细胞生成过程是否也适用于其他哺乳动物。研究人员计划更详细地研究神经发生的过程,寻找潜在的增加或保存它的方法,并确定它是如何在分子水平上。
佩雷尔曼医学院的共同高级作者李明国(音)说:“这篇论文有助于理解大脑是如何在学习和记忆中保持‘年轻’状态的。”此外,她总结道:“如果我们能够利用这种能力和这种机制,我们可能能够修复和再生部分大脑。”
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