在小鼠中单个群体的干细胞有助于终身海马神经发生
科学家们曾经认为哺乳动物进入了成年期所有神经元,但是60年代的研究发现,成年人大脑的某些部位会产生新的神经元,90年代的开创性研究有助于确定它们的起源和功能。在最新的更新中,一组研究人员在老鼠身上发现,单一系列的神经祖细胞有助于海马中的胚胎,早期出生和成体神经发生,并且这些细胞在一生中不断产生。这项研究发表在3月28日的Cell杂志上。
“从概念上讲,这表明我们的大脑具有持续改进,适应和将新细胞整合到电路中的能力,”宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的资深作者洪红松说。“事实证明这非常重要,因为众所周知,海马体对于学习,记忆和情绪调节很重要。”
神经发生最初被认为具有两个阶段:发育阶段,其主要发生在胚胎中并且在出生后立即发生,并且其中神经元由构建完整神经系统的电路的干细胞产生。成人神经发生被认为源自专门的神经干细胞群,其被“预留”并且不同于在胚胎发生期间产生神经元的前体。但事实证明它并不那么简单。
在目前的研究中,研究人员在大脑发育的早期阶段标记了小鼠的前体神经干细胞。然后他们在整个发育过程中跟踪细胞谱系并进入成年期。他们的发现揭示了具有前体细胞标签的新神经干细胞在整个动物的一生中不断产生。
RNA-seq和ATAC-seq分析用于证实谱系中的所有细胞具有共同的分子特征和相同的发育动力学。
“早期的研究表明,大脑的特定部位,如嗅球和海马,可以产生神经元,”宋说。“在这项研究之前,尚不清楚这是如何发生的。我们首次在哺乳动物的大脑中展示了从一开始就在发展,并且这一过程发生在持续一生的连续体中。”
人类和灵长类动物中成人神经发生的流行是该领域积极讨论的领域,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与其他哺乳动物有关。研究人员计划更详细地研究神经发生过程,寻找可能增加或保存它的方法,以及确定它在分子水平上的调节方式。
“这篇论文对于理解大脑如何保持学习和记忆的”年轻“状态具有重要意义,”Perelman医学院的共同资深作者郭丽明说。此外,“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大脑的某些部分,”她总结道。
这项研究得到了国立卫生研究院,EMBO博士后研究员和瑞典研究理事会的支持。