Nature揭示神經干細胞分化新機制

　　來自俄勒岡大學的研究人員在一項新研究中，通過探究果蠅的大腦揭示了一個新的干細胞機制，這可能有助于闡明人類神經元是如何形成的。相關研究論文在線發表在6月27日的《自然》(Nature)雜志上。

　　“我們所面對的問題是‘像神經干細胞這樣的單一干細胞類型，是如何生成各種不同類型的神經元的?’”論文的共同作者、俄勒岡大學生物學教授Chris Doe說。

　　研究人員知道干細胞能夠生成新細胞已有一段時間，而新研究則揭示了一組特異的干細胞生成祖細胞，隨后產生許多細胞亞型的機制。

　　Doe說：“并非只是生成100個相同的神經元來擴大神經元群，這些祖細胞以一種特殊的方式和順序生成了一大堆不同的神經元。不僅是增長了數量，還導致了更多的神經多樣性。“

　　這項由霍華德休斯醫學研究所和NIH國家兒童健康和人類發育研究所提供資金資助的新研究，是建立在Doe實驗室2008年發表的一項研究基礎上。那項研究確定了一組特異的干細胞能夠生成神經祖細胞。這些所謂的中間神經祖細胞(intermediate neural progenitors ,INPs)被證實可以生成幾十個新細胞。該研究對生成細胞的數量做出了解釋，但卻沒有說明新細胞的多樣性。

　　“盡管人們已經知道，個別神經干細胞或祖細胞能夠隨時間改變，生成不同類型的神經元和其他類型的神經系統細胞，然而過去卻從未充分地描述過眾多的神經干細胞譜系，包括幾種不同的神經祖細胞類型的這種時序組合模式，”論文的主要作者、發育神經生物學博士生Omar Bayraktar說。

　　Bayraktar說，這項研究中的細胞類型可以在人類發育大腦中找到相對應的類似物，因而有潛力為力圖了解神經元形成機制的人類生物學家所應用。

　　此外，來自紐約大學的研究人員也在同期的《Nature》雜志上發表了另一項關于神經多樣性的研究。兩篇研究論文共同提供了果蠅大腦中與廣泛神經細胞生成有關的過程的一些新認識。

　　在俄勒岡大學研究小組的研究中，Bayraktar和Doe將焦點放在了果蠅中稱作II型成神經細胞(neuroblast)的干細胞上，過去的研究證實這類細胞可以生成中間神經祖細胞，在新研究中研究人員證實中間神經祖細胞導致了更為復雜的細胞模式。這些中間神經祖細胞按順序生成了不同的神經亞型。該研究通過揭示這一機制中的第二軸，闡明了額外的神經多樣性的原因。并非如從前所認為的那樣，一個干細胞生成了100個神經元，其有可能負責生成了400個或500個神經元。

　　研究發現，成神經細胞和中間神經祖細胞模式共同作用，提高了果蠅中央復合體(central complex)內的神經多樣性，人類大腦皮質有可能利用了類似的機制來提高人類大腦中的神經多樣性。這項研究有可能導致的長期影響就是，最終促使人類找到針對特定疾病和障礙的準確干細胞治療。

　　“如果人類生物學家了解了不同類型神經元的生成機制，如果我們能夠告訴他們‘這就是X、Y和Z神經元生成的信號通路，’那么他們或許能夠重編程并重新引導這些干細胞來精確地生成這些神經元，”Doe說。

　　論文中描述的這一機制有它的極限。最終生成新細胞的過程會終止。Doe下一個要解答的問題將是，什么導致了這一機制被關閉?

　　俄勒岡大學研究生院院長Kimberly Andrews Espy說：“這項重要的研究無疑將會吸引人類生物學家的關注。俄勒岡大學的研究人員將繼續進一步地了解促進發育的過程，以改善全世界人民的健康和福祉。”