成人大脑的一些区域包含静止,或休眠,神经干细胞可以再生,形成新的神经元。然而,从静止到扩散仍知之甚少。
来自日内瓦大学的科学家领导的研究小组(UNIGE)和洛桑(UNIL)在这个过程中发现了细胞代谢的重要性并确定如何唤醒这些神经干细胞激活它们。生物学家们成功地增加新的神经元的数量在成人的大脑甚至年老的老鼠。这些发现有前途的治疗神经退行性疾病,在杂志上发表科学的进步。
干细胞有独特的能力,不断生产副本的自己和产生分化细胞具有更专业的功能。神经干细胞(nsc)负责建立大脑在胚胎发育过程中,生成所有中枢神经系统的细胞,包括神经元。
令人惊讶的是,nsc坚持某些大脑区域即使在大脑发育充分,一生都可以产生新的神经元。这种生物现象,称为成年神经发生,是重要的学习和记忆等特定功能的过程。然而,在成年人的大脑,这些干细胞变得更加沉默或“休眠”和减少他们的更新和分化的能力。因此,神经发生减少随着年龄的增长明显。名誉教授的实验室特里Martinou在分子和细胞生物学系UNIGE理学院,和Marlen Knobloch,在生物医学科学系的副教授UNIL生物学和医学学院,发现了一个代谢机制的成年人nsc可以摆脱他们的休眠状态,变得活跃。
“我们发现线粒体,能源生产细胞内细胞器,参与调节成人nsc的激活水平,”解释Francesco Petrelli UNIL研究员和瓦伦提娜Scandella co-first作者研究的。线粒体丙酮酸转运蛋白(MPC),蛋白质复合体11年前在Martinou教授的小组发现,在本条例中扮演特定的角色。其活动影响细胞代谢选项可以使用。通过了解区分活性细胞的代谢途径休眠细胞,科学家可以唤醒休眠细胞通过修改其线粒体代谢。
生物学家已经封锁了MPC活动用化学抑制剂或产生突变小鼠Mpc1基因。使用这些药物和基因的方法,科学家们就能够激活休眠nsc,从而产生新的神经元岁成人的大脑甚至老鼠。
“有了这个工作,我们表明,重定向的代谢途径可以直接影响成人nsc的活动状态,从而产生新的神经元的数量,“总结Knobloch教授研究的联合作者。”
“这些结果揭示细胞代谢调节神经发生的作用。从长远来看,这些结果可能导致潜在的治疗条件如抑郁症和神经退行性疾病”,认为特里Martinou研究的联合作者。
