英国剑桥大学Gurdon研究所的Otsuki和Brand在大脑中找到了一种新型休眠干细胞,该细胞极可能有助于修复脑损伤或脑病,并且已在果蝇体内将该休眠干细胞激活。相关研究结果发现在《科学》杂志上。
大脑与其他身体器官不同,大脑几乎不能进行自我修复,如果脑部发生任何器质性疾病,都将会导致脑细胞大量受损死亡,患者可能会面对严重的终身残疾。因此,修复受伤脑组织成为再生医学研究的一个主要目标。
在成体组织中,静止的干细胞可以被激活以形成所有类型组织细胞(包括脑细胞),以促进体内生理平衡或损伤修复。如果能够激活脑部干细胞,那么改善脑卒中、阿尔茨海默病、修复头部损伤等疾病或老化现象将成为可能。
大脑神经干细胞(Neural stem Cells,NSCs)通常处于一种休眠(quiescence)的不活跃状态,休眠细胞不增殖,不生产新细胞。因此,激活休眠神经干细胞(quiescent NSCs,qNSCs)成为脑病再生疗法的第一道难题。
qNSCs被广泛认为停留在G0期,但Otsuki和Brand却在大脑内发现了一种停留在G2期的新型休眠干细胞(G2 qNSCs),它的再生潜能比以往鉴定的qNSCs更强。G2 qNSCs被唤醒后能以非常高的效率生产关键脑细胞神经元和神经胶质细胞,意味着它更适合作为设计再生疗法的干细胞靶点。
果蝇身上具有60%与人类疾病相似的基因,哺乳动物大脑干细胞也能表达tribbles基因,果蝇可作为一种有效的动物模型。他们在果蝇上的研究发现:果蝇身上的假激酶(pseudokinase)Tribbles(Trbl)能特异性地调节G2 qNSCs,诱导其进入休眠状态,因此认为,药物靶向tribbles可能是唤醒G2休眠干细胞的可行途径。同时,研究还发现:果蝇的神经干细胞可以通过胰岛素信号通路从休眠状态中再激活;胰岛素信号可以解除Akt的抑制,沉默Trbl的转录,使NSCs能够退出休眠。
这些研究结果对于识别和操纵休眠脑神经干细胞的激活,产生新的神经元和神经胶质细胞,用于脑部损伤性疾病的再生治疗具有非常重要的意义。(作者:钟芸)
参考文献:Science 2018;360:99-102