威斯康星大学麦迪逊分校开发新工具研究神经干细胞状态

借助威斯康星大学麦迪逊分校开发的一种工具，研究人员可以更好地利用生物标本自然发出的光来研究神经系统中干细胞的各种状态，从而增加了研究干细胞老化过程的可能性。该研究团队结合使用单细胞遗传物质测序和自体荧光（即自然发光）来探究神经干细胞的行为。由于自体荧光可能会干扰科学家用于追踪细胞内特定信号的发光标记，因此通常被视为一种障碍。然而，通过他们的新方法，科学家们发现可以通过自体荧光特征来研究干细胞的静息状态。

这项研究发表在《细胞干细胞》杂志上。“静息状态非常重要，因为从静息状态退出是成人大脑中新生神经元生成的限速步骤。衰老和神经退行性疾病限制了这种从静息状态的退出，因此我们非常需要研究成人神经干细胞在不同细胞状态下的行为。我们的目标是创建一种新工具，能够识别成人神经干细胞是否处于静息状态及其不同的亚状态（静息或休眠静息），或者细胞是否已激活，进入细胞周期。”威斯康星大学麦迪逊分校干细胞与再生医学中心成员、神经科学教授达西·L·摩尔（Darcie L. Moore）说道。摩尔是该研究的资深作者。

摩尔与威斯康星大学麦迪逊分校生物医学工程学教授、莫格里奇研究所研究员、干细胞与再生医学中心成员梅丽莎·斯卡拉（Melissa Skala）合作。斯卡拉的实验室一直在进行荧光寿命成像研究，以调查与单个细胞相关的自体荧光特征。

当细胞从活跃状态过渡到静息状态时，某些对代谢至关重要的蛋白质的数量和存在会发生变化。这些分子会改变光进入细胞和离开细胞的方式。研究人员通过集中研究在静息过程中显著变化的细胞成分发出的光，找到了与目标细胞状态相对应的“光特征”。

“细胞内的这些自然信号可以可靠地识别细胞功能和身份。这就像自然界试图告诉我们生命的全部秘密。”威斯康星大学麦迪逊分校生物医学工程学教授梅丽莎·C·斯卡拉（Melissa C. Skala）说道。

通过RNA测序，一种用于合成驱动细胞过程的蛋白质的功能DNA，研究人员能够在研究的小鼠神经干细胞中验证光特征与细胞状态之间的相关性。

“现在我们发现这项研究不仅创造了一种工具，还为我们提供了关于静息和激活神经干细胞之间不同细胞过程的独特见解，我更加坚信基于细胞行为而非单一蛋白表达来识别细胞，将使研究从静态系统转向动态系统。我们可以在不破坏细胞的情况下研究这些细胞随时间的变化，同时观察这些功能测量的变化，这非常令人兴奋。”威斯康星大学麦迪逊分校干细胞与再生医学中心成员、神经科学教授达西·L·摩尔（Darcie L. Moore）说道。

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