揭秘哺乳动物脑成体干细胞起源之谜

　　

加州大学的科学家发现，脑部的成体干细胞起源于不同的脑区域，通常我们认为它们起源于同一区域，当脑部成体干细胞接受适当的刺激，它们就会分化形成新的脑细胞，取代由于损伤或是疾病导致的坏死的脑细胞。

 

来自加州大学的强烈证据证实，哺乳动物真正的干细胞就是室管膜细胞（通常排列在脑室和脊髓内），而不像先前生物学家所认定的存在于脑部室下区的位置。脑室是一种孔洞状结构，里面充满这液体和支持脑的组织，并且脑室内有一层室管膜细胞。

 

了解细胞起源对以干细胞为基础的疗法十分重要。此外，对平时处于休眠状态的细胞深入的研究，了解休眠细胞分化的过程，有助于将来将病人自体干细胞用于治疗神经性障碍疾病，如帕金森病，中风和创伤性脑损伤。

 

Darius Gleason说，关于干细胞疗法，我们首先要了解机体里的干细胞分化理论，这些细胞被激活后会分化成哪种靶细胞，它们产生的子代细胞将如何修复受损的组织或是补充坏死的细胞。Darius Gleason是该文章的lead author，也是发育与细胞生物学专业研究生。

 

相关研究结果将发表在本月的《Neuroscience》期刊上。

 

干细胞是一种主宰细胞（master cells），它可分化形成人体各种功能细胞。如果研究者可控制干细胞的分化和分化产物的类型，那么就能利用干细胞来取代损伤的组织。

 

干细胞的一个研究热点是：移植，移植有可能将患者自身的健康细胞或是他人的健康细胞注入体内。如果是异体移植干细胞，那么接受移植者必须接受抗免疫排斥药物的治疗。

 

科学家们说，用患者自己的细胞移植到自身体内将消除免疫排斥现象，患者无需接受抗免疫排斥药物的治疗，选用自身的干细胞将是移植者的最佳选择。室管膜细胞存在于充满液体的脑室，因此药物激活的细胞理论上可穿过液体直接到达干细胞。

 

有相同遗传背景的细胞可与脑组织完全匹配。Gleason说，这一巨大的优势只存在于自体移植，选择其他捐献者的干细胞没有这一巨大优势。如果细胞是来自患者自身的，医生只需帮助干细胞准确的定位，接下来干细胞就会自我开展修复活动。

 

Gleason和 Peter Bryant（发育与细胞生物学教授）在本次研究中使用小鼠进行实验，建立了小鼠帕金森动物模型。他们选择这一小鼠的原因是先前加州大学的合作者James Fallon用一种小分子蛋白治疗帕金森小鼠，结果发现大量新细胞生成，并且新细胞大规模迁移，小鼠的运动行为明显改善。

 

加州大学的科学家首次决定通过极性细胞寻找干细胞在小鼠脑部的真正定居位点，极性细胞在细胞两边有两套不同的蛋白，当其中的一种蛋白分化就产生一种特异的细胞产物，不同的蛋白分化产生不同的细胞。极性导致细胞不对称分裂可产生来自相同母体的不同子代细胞。细胞不对称分裂是干细胞特有的特性。

 

在小鼠脑内，研究者使用抗体来识别与不对称分裂相关的蛋白，他们发现室管膜细胞存在极性。这给我们提供了在明显不过的证据。Gleason说，室管膜细胞是唯一种会经历不对称性分裂的细胞。

接下来，他们用一种药物来诱导小鼠脑内的细胞分化，并每隔28天对小鼠的脑部进行一次检验。每次，他们都对室管膜层的细胞进行计数。他们发现大部分的分化都发生在这28天内，每次有1/4的室管膜细胞分化。先前其他机构的研究者只成功地发现室管膜内少量的细胞发生分化。

 

Bryant说，先前的研究结果与现在不符的原因之一可能是干细胞分散在室管膜层里，因此很难定位计算。但是我们相信室管膜细胞就是干细胞，它们都具有激活的潜能。

 

研究者现阶段对激发干细胞分化的分子机制还不清楚，但是了解分化的过程，并研究控制分化的手段对发展安全有效的干细胞疗法有重要的意义。

 

Fallon（精神病学和人类行为学教授）和研究者Magda Guerra 和Jian-Chang Liu对该研究有贡献。所有的科学家都来自加州大学Sue and Bill Gross干细胞研究中心。

 

Gleason的研究工作受加州再生医学研究所干细胞培训基金赞助。

 

（生物通 张欢）