《Cell Stem Cell》突破性工具阐明神经干细胞动力学

　　

研究人员可以利用生物标本自然发出的光来更好地研究神经系统中干细胞的不同状态，这要归功于威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)开发的一种工具，它增加了研究干细胞衰老方式的机会。

威斯康星大学麦迪逊分校的团队结合了自体荧光，即自然光发射，并对单细胞中的遗传物质进行测序，研究神经干细胞的行为。自体荧光通常被认为是一种障碍，因为它会模糊研究人员用来追踪细胞内特定信号的发光标签。然而，在他们的新技术中，研究人员发现自体荧光的特征可以用来研究干细胞的休眠状态，即静止状态。

他们最近在《Cell Stem Cell》杂志上发表了他们的发现。该研究的资深作者、神经科学教授、威斯康星大学麦迪逊分校干细胞和再生医学中心成员Darcie Moore说：“静止状态是非常重要的，因为从静止状态的退出是在成人大脑中产生新生神经元的限速步骤。衰老和神经系统疾病限制了这种休眠状态的退出，因此我们非常需要研究不同细胞状态下的成体神经干细胞。我们的目标是创造一种新的工具，可以识别成体神经干细胞是否处于静止状态及其不同的亚状态(休眠或静止静止)，或者细胞是否被激活，进入细胞周期。”

Moore的合作伙伴是Melissa Skala，她是威斯康星大学麦迪逊分校生物医学工程教授，莫格里奇研究所的研究员，也是干细胞和再生医学中心的成员，她的实验室一直在开发荧光寿命成像技术，以研究与单细胞相关的自荧光特征。

当细胞从活跃状态转变为静止状态时，某些对新陈代谢重要的蛋白质的存在和丰度就会发生变化。这些分子改变了光被吸收和发射出细胞的方式。通过聚焦细胞中以关键方式随静止变化的部分发出的光，研究人员确定了与目标细胞状态相匹配的光“特征”。

“细胞内的这些自然信号可以可靠地识别细胞的功能和身份，”Skala说。“这就像大自然在试图告诉我们生命的所有秘密。”

通过测序RNA 用于产生使细胞内的事情发生的蛋白质，在他们研究的小鼠神经干细胞中，研究人员证实了细胞状态和光特征之间的匹配。

通过识别和解码这些自身荧光特征，Moore和Skala开发了一种工具，可以帮助研究成人神经系统疾病和衰老，但也有可能扩展到神经科学之外。他们已经开始与麦吉尔大学(McGill University)人类遗传学教授科林·克里斯特(Colin Crist)合作，研究肌肉干细胞中存在的独特的自体荧光特征。

Moore说:“现在我们发现，这项研究不仅创造了一种工具，而且让我们对静止和激活的神经干细胞之间不同的细胞过程有了独特的见解，我更加强烈地感觉到，根据它们的行为方式和它们表达一种蛋白质的方式来识别细胞，将把研究从静态系统转移到动态系统。我们可以研究这些细胞随着时间的推移而变化，而不会破坏它们。同时也看到了这些功能指标的变化。”