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小鼠干细胞中的两步控制机制

作者: 沈阳新闻网 更新时间: 2020年01月07日 18:25:47 游览量: 156

简述:

科学家在未分化干细胞向健康脑细胞的发育过渡中发现了两种截然不同的控制机制。这项有关小鼠的基础研究可能会

小鼠干细胞中的两步控制机制

科学家在未分化干细胞向健康脑细胞的发育过渡中发现了两种截然不同的控制机制。这项有关小鼠的基础研究可能会在将来为神经退行性疾病和脊髓损伤提供再生医学治疗方法。

当胚胎发育时,干细胞会分化为成年人所需的所有细胞类型。神经干细胞首先分化为神经元或神经细胞,然后分化为星形胶质细胞,以支持大脑中的细胞。随着胚胎的成熟,神经干细胞丧失了产生神经元的潜力。

东京大学的Yukiko Gotoh教授领导着一组科学家,他们确定了神经干细胞如何丧失产生神经元潜能的表观遗传控制机制。

Gotoh说:“再生医学的悖论是,神经干细胞分化为其他细胞类型时会产生较少的细胞。我们希望生长特定的细胞类型,并增加其中的许多细胞。”

所有人体细胞都具有相同的DNA,但是打开或关闭不同的基因会产生不同的细胞类型。为了了解大脑的发育,研究人员研究了一种称为多梳抑制复合物1(PRC1)的蛋白质如何控制与神经干细胞内部神经元功能相关的基因的表达。较早的结果表明,PRC1调控干细胞中的基因表达,但没有具体说明如何以及何时。

他们从小鼠胚胎的大脑中收集了神经干细胞,这些神经干细胞在母鼠体内生长,直到胚胎发育期的中点,即受孕后11天。然后,研究人员将细胞分为两组,在不同的时间段内在体外生长:一组直到形成神经元的神经发育的早期阶段,另一组直到细胞变成星形胶质细胞的晚期为止。

Gotoh说:“神经干细胞必须跟踪自己的日历。即使在体外生长,它们也通常分化为神经元,然后分化为星形胶质细胞。”

研究人员发现,PRC1通过在大脑发育的早期阶段添加一种称为泛素的分子的活性来抑制与神经元功能有关的基因,在大脑发育的早期阶段,神经干细胞会产生神经元。然后,在脑发育的后期,当干细胞转换为星形胶质细胞时,不需要添加泛素的活性。相反,PRC1在后期成为这些基因上的簇(聚合物)。

PRC1在大脑发育的早期阶段短暂地抑制与神经元功能相关的基因,但在大脑发育的晚期阶段则永久地抑制它。

了解大脑发育的两个不同阶段的不同控制机制可能为研究人员提供操纵神经干细胞的新工具。该结果也可能有助于开发改变细胞类型的方法:例如,从成年患者中收集星形胶质细胞并将这些细胞转化为新的神经元。

了解大脑如何首先发育出不同的细胞类型,有助于研究人员想象当这些细胞受损时,如何设计针对神经退行性疾病的治疗方法,例如阿尔茨海默氏病,帕金森氏病和肌萎缩性侧索硬化症(ALS或Lou Gehrig病)。科学家还可以使用相同的信息来治疗身体其他部位的神经元损伤,包括脊髓损伤和其他疾病。

文章链接:http://www.68nw.com//jksh/16464.html

文章标题:小鼠干细胞中的两步控制机制