Science揭示星形胶质细胞新功能

【字体: 时间:2014年10月13日 来源:生物通

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  来自瑞典隆德大学和Karolinska研究所的研究人员,揭示出了中风后大脑生成新神经细胞的一种从前未知的机制。他们的研究结果发表在10月10日的《科学》(Science)杂志上。

  

生物通报道  来自瑞典隆德大学和Karolinska研究所的研究人员,揭示出了中风后大脑生成新神经细胞的一种从前未知的机制。他们的研究结果发表在10月10日的《科学》(Science)杂志上。

中风是由于血块阻塞大脑血块,导致血流中断,造成缺氧所引起。大量的神经细胞死亡由此会引发运动、感觉和认知等一系列问题。

通过追踪诱导中风的小鼠,研究人员证实称作为星形胶质细胞(astrocyte)的支持细胞,在大脑的损伤部位启动形成了神经细胞(延伸阅读:Nature新文章:不容忽视的星形胶质细胞)。利用一些遗传方法来绘制这些细胞的命运图谱,科学家们证实这一区域的星形胶质细胞形成了不成熟的神经细胞,随后它们发育为成熟的神经细胞。

隆德大学实验医学研究教授Zaal Kokaia说:“这是第一次证实,在中风后星形胶质细胞能够启动一个过程促使生成新的神经细胞。”

科学家们还确定了调控星形胶质细胞转化为神经细胞的信号机制。在健康大脑中,这一信号机制活化抑制了这种转变,因此星形胶质细胞不会生成神经细胞。中风后,这一信号机制受到抑制,星形胶质细胞可以启动生成新细胞的过程。

Zaal Kokaia说:“有趣的是,即使我们在未经受中风的小鼠中阻断这一信号机制,星形胶质细胞也会形成新神经细胞。”

“这表明不仅中风可以激活星形胶质细胞中的这一潜在过程。因此,这一机制有可能是在其他的脑病或损伤之后生成新神经细胞,替代死亡细胞的一个有用的靶点。”

研究人员发现这些新神经细胞与其他的细胞形成了特殊的接触。而这些神经细胞是否具有功能,以及它们对于在大多数实验动物和患者中看到的中风后自发性复原的贡献仍有待证实。

十年前,Kokaia和Lindvall的研究小组第一次证实了中风导致了成体大脑自身的神经干细胞形成新神经细胞。新研究发现进一步强调了当成体大脑遭受诸如中风一类的重大打击时,它会极力去利用各种机制来修复自身。

这项研究的一个重要突破是,第一次证实了成体大脑的自身修复与星形胶质细胞进入一个过程,改变自己的身份变为神经细胞有关。

“现在的一个主要任务就是,要探讨在损伤或疾病后人类大脑中的星形胶质细胞是否也转变为了神经元。有趣的是,众所周知,在健康人类大脑中新的神经细胞在纹状体形成。新数据提出了一种可能性:即其中的一些神经细胞是由局部的星形胶质细胞所生成。如果这一新机制也在人类大脑中起作用,且能够增强这一机制,这不仅对于中风患者具有重要的临床意义,还能够替换死亡神经元,由此恢复罹患诸如帕金森氏病和亨廷顿氏病等其他疾病患者的功能,”神经病学资深教授Olle Lindvall说。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文摘要:

A latent neurogenic program in astrocytes regulated by Notch signaling in the mouse

Neurogenesis is restricted in the adult mammalian brain; most neurons are neither exchanged during normal life nor replaced in pathological situations. We report that stroke elicits a latent neurogenic program in striatal astrocytes in mice. Notch1 signaling is reduced in astrocytes after stroke, and attenuated Notch1 signaling is necessary for neurogenesis by striatal astrocytes. Blocking Notch signaling triggers astrocytes in the striatum and the medial cortex to enter a neurogenic program, even in the absence of stroke, resulting in 850 ± 210 (mean ± SEM) new neurons in a mouse striatum. Thus, under Notch signaling regulation, astrocytes in the adult mouse brain parenchyma carry a latent neurogenic program that may potentially be useful for neuronal replacement strategies.

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