渥太华大学的神经科学家亚美·萨加哈良博士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，并具有自我更新的能力。
该合作团队由渥太华大学的亚美·萨加哈良博士领导，旨在阐明神经干细胞如何整合来自大脑中不同细胞类型的多种信号，以及它们如何解码这些信号。
这些问题非常重要，因为神经干细胞对其细胞环境中信号的反应控制着它们是保持在非分裂状态（称为“静止”）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。
今天发表在《细胞干细胞》杂志上的这些发现，无疑会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神经干细胞（在此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。
“这些数据使我们更好地理解如何激活神经干细胞以生成更多的神经元和胶质细胞，从而对抗不同的神经疾病和衰老。我们目前正在研究神经干细胞对其中一些状况的反应。”亚美·萨加哈良博士说。他是加拿大产后神经发生研究主席，也是这篇新论文的通讯作者。（神经发生是指大脑中新神经元形成的过程。）
细胞“父母-子女”关系
一个新见解集中在干细胞如何包裹其后代——称为“子代”细胞，这是母细胞分裂后产生的基因相同的细胞。
研究团队发现，神经干细胞实际上一直在接收来自其活跃子代细胞的持续反馈。萨加哈良博士将其比作“父母-子女关系”，在这种关系中，父母密切关注孩子的反馈。
“许多父母会对此产生共鸣，因为父母喜欢从孩子那里得到消息或反馈。根据这些反馈，父母会感到放心一切顺利，或者采取行动。”他将这种动态与细胞的静止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的这种细胞关系提供了全新的框架。
“直到现在，人们认为神经干细胞只生成子代细胞，而它们之间没有互动。但我们的工作挑战了这一观点，展示了神经干细胞与其子代之间存在紧密的结构和功能互动——并且子代数量或子代-神经干细胞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，子代细胞数量少会导致神经干细胞激活，而大量子代细胞则会使它们保持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神经干细胞如何在空间和时间上整合并解码多种信号的理解。萨加哈良博士表示，这项研究首次揭示了“神经干细胞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
这些关于神经干细胞如何解码信号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。确实，推进这一潜力是研究合作者下一步要探索的问题。
“我们现在正在探索神经干细胞与其微环境中的不同类型细胞之间的相互作用在不同生理和病理条件以及健康衰老中的变化。”萨加哈良博士说。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，在那里萨加哈良博士的实验室一直工作到2022年。研究在渥太华大学医学院进行，那里的先进双光子成像系统使得评估神经干细胞的功能活动成为可能。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完成。
这项工作得到了加拿大卫生研究院（CIHR）、加拿大创新基金会（CFI）和加拿大研究主席计划的投资支持。
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