渥太华大学的一位神经科学家领导了一支加拿大研究团队，揭示了关于神经干细胞（NSCs）激活动态的重要新见解。这些干细胞负责构建我们的中枢神经系统并进行自我更新。
由渥太华大学的Armen Saghatelyan博士领导的合作团队旨在阐明神经干细胞如何整合来自大脑中不同类型细胞的多种信号，并如何解码这些信号。
这些问题非常重要，因为NSCs如何对细胞环境中的信号作出反应决定了它们是保持在休眠、不分裂的状态（称为“静息”状态），还是被激活进行生长和分裂，从而生成新的神经元和胶质细胞。
这项发表在《Cell Stem Cell》上的研究成果将引起研究成人神经疾病和衰老的科学家们的极大兴趣。在神经环境中，唤醒处于休眠状态的NSCs是神经再生和脑损伤修复的关键。
“这些数据使我们能够更好地理解如何激活NSCs以生成更多的神经元和胶质细胞，以对抗不同的神经性疾病和衰老。我们目前正在研究NSCs对其中一些条件的反应。”Saghatelyan博士说。他是加拿大产后神经发生研究主席，也是这篇新论文的资深作者。
细胞“父母-子女”关系
一个新见解的重点在于干细胞如何包裹其后代——被称为“女儿”细胞的遗传上相同的细胞，这些细胞是在母细胞分裂后产生的。
研究团队发现，神经干细胞实际上不断从活跃的“女儿”细胞那里接收反馈。Saghatelyan博士将其比作一种“父母-子女关系”，在这种关系中，父母密切关注孩子的反馈。
“许多父母会对此感到共鸣，因为父母喜欢从孩子那里获得消息或反馈。根据这些反馈，父母要么安心一切顺利，要么采取行动。”他解释道，将这种动态与细胞的静息或激活状态进行了比较。
揭示这一隐藏机制是一个重大发现，因为它为理解人脑中这种细胞关系提供了全新的框架。
“直到现在，人们认为NSCs只产生后代，并且它们之间没有相互作用。”Saghatelyan博士说。
“但我们的工作挑战了这一观点，表明NSCs与其后代之间存在紧密的结构功能相互作用，并且后代的数量或后代-NSC相互作用的效率决定了神经干细胞是保持静息状态还是被激活以生成神经元和胶质细胞。”
简而言之，研究团队发现，少量的“女儿”细胞会导致神经干细胞的激活，而大量后代则会使它们在成人大脑中保持典型的静息状态。
此外，这项新研究还推进了我们对NSCs如何在空间和时间上整合和解码多种信号的理解。Saghatelyan博士表示，这项研究首次揭示了“NSCs中的钙信号传导允许整合和解码所有这些信号”。
为未来治疗提供信息
这些关于NSCs如何解码信号以及其激活如何触发的新见解为未来治疗人类神经发育障碍提供了强大的潜力。事实上，推进这一潜力是研究合作者们下一步要探索的问题。
“我们现在正在探索NSCs与其微环境中不同细胞类型的相互作用在不同生理和病理条件下以及健康衰老中的变化。”Saghatelyan博士说，他的医学院研究实验室专注于生成新知识，以帮助促进神经再生。
这项研究始于拉瓦尔大学，在那里Saghatelyan博士的实验室一直位于2022年之前。该研究在渥太华大学医学院进行，利用尖端的双光子成像系统评估神经干细胞的功能活动。
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完成。机器学习合作由拉瓦尔大学进行。
更多信息：Alina Marymonchyk等人，《神经干细胞在稳态和再生条件下的静息和激活动态受其后代反馈输入调节》，《Cell Stem Cell》（2025）。DOI: 10.1016/j.stem.2025.01.001
提供者：渥太华大学
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