腦損傷激活膠質細胞產生神經元研究獲新進展

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發布時間：2021-11-25 16:04
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【概要描述】膠質細胞是人腦中數量最多的細胞。但是，在人腦創傷情況下，膠質細胞的潛在反應和作用還很不清楚？中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心何杰研究組開展的研究，回答了兩個關于膠質細胞如何響應腦損傷的關鍵性問題：損傷激活的膠質細胞如何進入細胞周期？損傷激活的膠質細胞如何選擇產生膠質細胞還是神經元？近日，eLife在線發表這項研究論文。　　斑馬魚中樞神經系統在損傷后具有強大的神經再生能力，因此近年來被用作研究中樞神經系統神經再生機制的重要動物模型。研究人員采用隨機模型分析、單細胞測序以及原位細胞譜系追蹤等手段，發現成年斑馬魚中腦視頂蓋放射狀膠質細胞處于靜息狀態，物理損傷視頂蓋導致損傷區域下方發生膠質細胞異常增殖和膠質增生。　　進而發現，物理損傷只能誘導部分膠質細胞進入細胞周期；連續兩次在同一腦區位置的物理損傷會激活兩群部分重疊的膠質細胞群。隨機激活模型能夠很好地解釋重疊率。這些分析表明激活態的膠質細胞是以一個固定概率進入細胞周期轉變為增殖態的。　　同時，研究人員還發現損傷過程中膠質細胞存在不同細胞狀態：靜息態、激活態、增殖態。損傷引起損傷位點下方所有靜息態放射狀膠質細胞轉變為激活態，但只有25%激活態細胞轉變為增殖態。　　視頂蓋損傷增殖態膠質細胞主要產生膠質細胞，只產生極少數的新生神經元（3%~5%），這些神經元至少可以存活300天。更有趣的是，研究團隊發現在損傷之后特定時間窗口（損傷后4~5天），抑制Notch信號通路會大量提高神經元的產生（從約5%提高到約20%）。　　深入研究發現，大量增多的新生神經元很可能主要來源于損傷引起的激活態膠質細胞。也就是說，損傷誘導產生的激活且非增殖的細胞一旦被誘導進入增殖態，會大量產生神經元。“而這群過度生成的神經元只能存活少于25天，其背后的機制值得進一步探索。”研究人員說。　　相關論文信息：https://doi.org/10.7554/eLife.48660

腦損傷激活膠質細胞產生神經元研究獲新進展

【概要描述】膠質細胞是人腦中數量最多的細胞。但是，在人腦創傷情況下，膠質細胞的潛在反應和作用還很不清楚？中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心何杰研究組開展的研究，回答了兩個關于膠質細胞如何響應腦損傷的關鍵性問題：損傷激活的膠質細胞如何進入細胞周期？損傷激活的膠質細胞如何選擇產生膠質細胞還是神經元？近日，eLife在線發表這項研究論文。

　　斑馬魚中樞神經系統在損傷后具有強大的神經再生能力，因此近年來被用作研究中樞神經系統神經再生機制的重要動物模型。研究人員采用隨機模型分析、單細胞測序以及原位細胞譜系追蹤等手段，發現成年斑馬魚中腦視頂蓋放射狀膠質細胞處于靜息狀態，物理損傷視頂蓋導致損傷區域下方發生膠質細胞異常增殖和膠質增生。

　　進而發現，物理損傷只能誘導部分膠質細胞進入細胞周期；連續兩次在同一腦區位置的物理損傷會激活兩群部分重疊的膠質細胞群。隨機激活模型能夠很好地解釋重疊率。這些分析表明激活態的膠質細胞是以一個固定概率進入細胞周期轉變為增殖態的。

　　同時，研究人員還發現損傷過程中膠質細胞存在不同細胞狀態：靜息態、激活態、增殖態。損傷引起損傷位點下方所有靜息態放射狀膠質細胞轉變為激活態，但只有25%激活態細胞轉變為增殖態。

　　視頂蓋損傷增殖態膠質細胞主要產生膠質細胞，只產生極少數的新生神經元（3%~5%），這些神經元至少可以存活300天。更有趣的是，研究團隊發現在損傷之后特定時間窗口（損傷后4~5天），抑制Notch信號通路會大量提高神經元的產生（從約5%提高到約20%）。

　　深入研究發現，大量增多的新生神經元很可能主要來源于損傷引起的激活態膠質細胞。也就是說，損傷誘導產生的激活且非增殖的細胞一旦被誘導進入增殖態，會大量產生神經元。“而這群過度生成的神經元只能存活少于25天，其背后的機制值得進一步探索。”研究人員說。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.7554/eLife.48660