神经干细胞存活时间长的原因

放心不下

在小鼠中进行的一项新研究表明能够扩增并形成大脑组织的未成熟细胞即神经干细胞至少能够在一年内正常行使功能（基本上等于小鼠的寿命长短），并且能够产生多种类型的神经细胞，而不仅仅是神经元。这一发现可能预示着这些神经干细胞能够用于再生因损伤或疾病损耗的大脑组织。霍华德休斯医学院的Alexandra  L.  Joyner和她的前博士后Sohyun  Ahn将这些新发现公布在2005年10月8日的Nature杂志上。此外，他们相信他们用于追踪干细胞命运的技术还能用于了解干细胞在组织修复和癌症发展中的作用。 8 |) C3 P; f4 W( u

5 @: F( ?0 Y: i: H! S6 R4 b        Joyner等人先前的研究证明一种叫做Shh(Sonic  hedgehog)的调节性蛋白控制着大脑发育相关基因的活动。研究人员还知道Shh在促进神经干细胞扩增过程中起到一定的作用。但是，Shh在调节干细胞自我更新中的精确功能还不知道。 / F0 z' L& p1 A& x
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        在新的研究中，Joyer和Ahn发明了一种能够使研究人员在任何时间点上标记对Shhn信号起反应的成年小鼠的神经干细胞的基因技术，并因此能够分析对Shh作出反应的干细胞。 ' |6 o* H+ R! T: B5 u
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        其他的研究人员已经证明瞬时的Shh信号脉冲能够致使神经干细胞扩增并产生新的神经元。在新的研究中，研究人员使用了一种叫做AraC的化合物，这种物质能选择性地杀死快速分裂的细胞并留下静止状态的细胞。研究人员发现正常的和用AraC处理的小鼠中，这种静止的干细胞在一年之后仍然能够进行自我更新。 + ?' t: H- }# b4 b; ^

) \2 H& v! X  V& N6 j( ^& Y6 b  L        他们还发现活体的神经干细胞通过产生其他的神经细胞类型（如神经胶质细胞）来对Shh信号作出反应。这些新发现对临床治疗具有重要意义。在将来的研究中，研究人员计划使用这种标记干细胞并追踪它们命运的技术来分析这些细胞在修复受损大脑组织中的作用。（生物通记者杨淑娟）
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) G* P& Y$ ]8 t        研究人员最近对老鼠进行的新研究表明，形成大脑组织的未成熟干细胞的功能至少可维持一年，也就是一只老鼠的寿命。同时产生神经系统中多种类型的细胞，而不仅仅是神经元。 : [- J) O% J. t6 L5 r1 _$ o
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        该发现预示着这些神经干细胞可以应用到大脑治疗，再生因损伤或疾病失去的脑组织。 + p; ^- U/ n. \5 G+ I6 F$ \( C& F

1 y5 w7 l8 e6 }) P0 p& @7 g        纽约大学医学院的研究人员Alexandra  L.  Joyner与Sohyun  Ahn在《Nature》杂志的10月6日版中发表了研究结果。他们认为该干细胞技术也能用于了解在组织修复和癌症发生过程中干细胞的作用情况。 ) m' i; I8 E, M% ~
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        使用神经干细胞治疗可具备一定的疗效并再生组织，它能不断增生扩散，同时产生多种不同类型的细胞。   d% a8 N" P" I1 u

$ V& [' R0 f* r) z+ h- t2 }3 s3 I* p2 _        先前的研究表明，一个起调节作用的刺猬蛋白(Sonic  hedgehog，Shh)能激活大脑发育过程中的一些基因，并且，Shh信号途径在促进神经干细胞增殖的过程中具有重要的作用。然而，Shh在调节干细胞自我更新过程中的确切作用还不清楚。 : |2 @$ `) P) T& p- b
Joyner和Ahn发现新的遗传技术能标记成年老鼠的神经干细胞，同时对Shh信号途径进行实时追踪，因此有助于发现究竟是哪些干细胞在对Shh起反应。 6 L( {' }1 m6 u9 s7 P) n% Y

& g# m$ X( C) h2 f7 q3 j6 D: \        另一些研究人员认为，Shh信号短暂的爆发能引起神经干细胞增生扩散并创造出新的神经元。但这里存在一个问题，静止细胞对长期功能而言非常重要，并且它能对Shh信号反应，那么反应只局限在包括构建新组织的短暂生命时期活跃的干细胞分裂吗？为了查明这些问题，研究人员用一种叫AraC（阿糖胞苷）化学制品，它能选择性地杀死快速分裂的细胞，而只留下那些静止细胞。 % M& B& r4 j  d$ R, Z
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        AraC能在一周内杀死所有活跃分裂的细胞，而静止细胞是每两星期分裂一次，因此它们可以存活下来。 . Z% p) N6 n  M; C& Z5 S
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        研究结果表明，静止细胞对Shh信号有反应，并有助于产生大量的神经细胞。研究人员在一年之内两次给老鼠注入一个剂量的AraC，静止细胞得到复原，这证明了细胞仍然能对Shh信号途径起反应。   U- s+ H4 ^. R

# {0 z  P0 J" B7 Q( N        在正常状态和给老鼠注入AraC两种情况下，静止干细胞保持了一年的自我更新能力，这是本研究的主要发现。假定这些细胞能存活更长时间，不过还不确定它们是否能保持分裂状态，或者是在短时间内分裂并耗尽。 5 X9 }; P/ B' T& Z; R$ C1 v6 Y
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        他们发现体内的神经干细胞对Shh信号途径起反应是通过引起产生其它类型神经细胞而进行的，包括对神经元起营养和支持作用的神经胶质细胞。需要着重指出的一点是，早期的研究还表明了神经干细胞能引起体外多种类型细胞的产生。在此研究之前，还没有证据表明它们能在体内制造那些不同类型的细胞。 $ D( T3 Y! o& I
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        研究人员还发现了神经干细胞的"小生境（niches）"，也就是指在组织中能提供支持和调节干细胞的小环境，一般是在胚胎后期才逐渐形成。新的发现对临床应用具有重要的指导意义，   & A1 B& a/ m8 D
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        Joyner等计划在进一步的研究中使用该新技术，通过对干细胞标记并追踪它们在修复动物损伤大脑组织中的作用。进而揭示影响干细胞生长的生长因子是否能用于大脑损伤的治疗，如果这些干细胞能产生修复细胞，那么会很容易注入生长因子并让这些干细胞在修复损伤中发挥更多的作用。
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1 y' m' o5 ]  y: b3 }! w% |: X( t        科研人员目前正在讨论如何将新的遗传原基分布图技术应用到脊髓和其它器官的干细胞研究中去，Shh信号途径也暗示了刺激癌症不定向发生的过程，该技术还可用作瘤发生过程中的Shh信号途径研究。（bio168责任编译    李雪华） & }1 m( X% o- f( L  Z0 k2 B" ^

5 |2 _6 T# U1 f3 M0 p0 ]4 W4 f+ n        信号蛋白Sonic  Hedgehog(Shh)最近被发现能在啮齿类动物出生后促进大脑中的神经生成。利用一种新的基因细胞命运测绘技术所做的研究表明，很少分裂的一组成年神经干细胞也能对Shh的信号作用作出反应。这些静止的细胞在胚胎生成过程的后期被放在一边，然后在Shh信号作用调控下自我更新，并随着时间的推移产生多种细胞类型。人们知道Hedgehog信号作用参与跟组织修复和肿瘤生长有关的干细胞生物学过程：Shh调控的干细胞可能是这些过程中的一个因素。