渥太华大学的一位神经科学家领导了一个加拿大研究团队，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。
该合作团队由渥太华大学的Armen Saghatelyan博士领导，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对细胞环境中信号的反应决定了它们是保持在不活跃、不分裂的状态（称为“静止”）还是被激活以生长和分裂，从而生成新的神经元和胶质细胞。
这些发现已发表在《细胞干细胞》杂志上，将引起研究成人神经疾病和衰老的科学家们的极大兴趣。在神经领域，唤醒处于休眠状态的NSCs（在这种状态下，它们保存资源和能量）对于神经再生和脑损伤修复至关重要。
“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，从而对抗各种神经疾病和衰老。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，也是这篇新出版物的资深作者。
细胞“父母-子女”关系
一个新见解的重点是干细胞如何围绕其后代细胞——称为“女儿”细胞——即在母细胞分裂后产生的遗传相同的细胞。
研究团队发现，神经干细胞实际上一直在接收来自其活跃的“女儿”细胞的持续反馈。Saghatelyan博士将其比作“父母-子女关系”，在这种关系中，父母密切关注孩子的反馈。
“许多父母会对此感同身受，因为父母喜欢从孩子那里获得消息或反馈。根据这种反馈，父母要么放心一切顺利，要么采取行动。”他解释道，将这种动态类比为细胞的静止或激活状态。
揭示这一隐藏机制是一个重大发现，因为它为我们提供了全新的框架来理解人脑中的这种细胞关系。
“直到现在，人们认为NSCs只产生后代，而它们之间没有互动。”Saghatelyan博士说。
“但我们的工作挑战了这一观点，展示了NSCs与其后代之间存在紧密的结构-功能互动——并且后代的数量或后代-NSC互动的效率决定了神经干细胞是保持静止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，较少的女儿细胞会导致神经干细胞的激活，而较多的后代则使其保持在成年大脑中的典型静止状态。
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，“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如何解码信号及其激活如何触发的新理解窗口，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下一步的工作重点，他们正在探索这项工作所提出的问题。
“我们现在正在探索NSCs与其微环境中的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过程中的变化。”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元再生。
这项研究始于拉瓦尔大学，在那里Saghatelyan博士的实验室一直工作到2022年。该研究在渥太华大学医学院进行，利用先进的双光子成像系统评估了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止和激活动态受其后代反馈输入的调节》，《细胞干细胞》（2025）。DOI: 10.1016/j.stem.2025.01.001
提供者：渥太华大学
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