揭示神经干细胞激活动态的新见解

渥太华大学的一位神经科学家领导了一支加拿大研究团队，揭示了关于神经干细胞（NSCs）激活动态的重要新见解。这些干细胞负责构建我们的中枢神经系统，并具有自我更新的能力。

该合作团队由渥太华大学的阿尔门·萨加特里安博士领导，旨在阐明神经干细胞如何整合来自大脑中不同类型细胞的多种信号——以及它们如何解码这些信号。

这些问题非常重要，因为神经干细胞对其细胞环境中信号的反应控制着它们是保持在非分裂状态（即“静止”状态），还是被激活以生长和分裂，从而生成新的神经元和胶质细胞。

这些研究成果发表在《细胞干细胞》杂志上，无疑将引起研究成人神经疾病和衰老的科学家们的极大兴趣。在神经领域，唤醒处于休眠状态的神经干细胞，使它们能够保存资源和能量，对于神经再生和脑损伤修复至关重要。

“这些数据使我们更好地理解了如何激活神经干细胞以生成更多的神经元和胶质细胞，从而对抗不同的神经疾病和衰老。我们目前正在研究一些这些条件下的神经干细胞反应。”阿尔门·萨加特里安博士说。他是加拿大产后神经发生研究主席，也是这篇新论文的资深作者。

细胞的“父母-子女”关系

一个新见解集中在干细胞如何包裹其后代细胞——即所谓的“女儿”细胞，这些是在母细胞分裂后产生的遗传相同的细胞。

研究团队发现，神经干细胞实际上不断从其活跃的女儿细胞那里接收反馈。萨加特里安博士将这种关系比作“父母-子女关系”，在这种关系中，父母密切关注孩子的反馈。

“许多父母会对此有共鸣，因为父母喜欢从孩子那里获得消息或反馈。根据这些反馈，父母要么感到放心，认为一切顺利，要么采取行动。”他说，将这种动态与细胞的静止或激活状态进行比较。

揭示这一隐藏机制是一个重大发现，因为它为理解人脑中的这种细胞关系提供了全新的框架。

“直到现在，人们一直认为神经干细胞只产生后代，而它们之间没有互动。”萨加特里安博士说。

“但我们的工作挑战了这一观点，并表明神经干细胞与其后代之间存在紧密的结构-功能相互作用——而且后代的数量或后代-神经干细胞互动的效率决定了神经干细胞是保持静止还是被激活以生成神经元和胶质细胞。”

简而言之，研究团队发现，较少的女儿细胞会导致神经干细胞的激活，而大量的后代则会使它们在成年大脑中保持典型的静止状态。

此外，这项新研究还推进了我们对神经干细胞如何在空间和时间上整合和解码多种信号的理解。萨加特里安博士说，这项研究首次揭示了“神经干细胞中的钙信号允许整合和解码所有这些信号”。

为未来的治疗提供信息

这些关于神经干细胞如何解码信号及其激活如何触发的新见解，为未来针对人类神经发育障碍的治疗方法提供了强大的潜力。事实上，推进这一潜力是研究合作者们下一步的工作重点，他们正在探索这项工作所提出的问题。

“我们现在正在探索，在不同的生理和病理条件下以及在健康衰老过程中，神经干细胞与其微环境中的不同细胞类型的相互作用是如何受到影响的。”萨加特里安博士说，他的医学院研究实验室专注于生成新的知识，以帮助促进神经再生。

这项研究始于拉瓦尔大学，当时萨加特里安博士的实验室位于那里，直到2022年。研究在渥太华大学医学院进行，使用先进的双光子成像系统评估神经干细胞的功能活动。

单细胞测序和空间转录组学由多伦多大学和不列颠哥伦比亚大学的合作者完成。机器学习合作由拉瓦尔大学完成。

更多信息：Alina Marymonchyk等人，《神经干细胞在稳态和再生条件下的静止和激活动态受其后代的反馈输入调节》，《细胞干细胞》（2025）。DOI: 10.1016/j.stem.2025.01.001

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