神经干细胞再生机制揭示

细胞“形状”灵活性对脑发育至关重要

陈超

2020年01月17日15:44  来源:科技日报
 

  科技日报东京1月15日电 (记者陈超)日本理化学研究所一个研究小组最新研究发现,哺乳动物的大脑在形成时,神经干细胞可以灵活地再生“形状”。这一机制的发现,揭示了细胞不为人知的行为。

  动物大脑发育过程中,产生神经细胞(神经元)和胶质细胞的神经干细胞称为“放射状胶质”。放射状胶质是一种细长柱状的细胞,有两个从细胞核上下延伸的突起,具有顶端和基底的细胞极性。多个放射状神经胶质附着在每个顶端,形成像上皮细胞的片状结构。这种片状结构是大脑发育的基本结构。

  放射状神经胶质根据细胞周期沿着顶端—基底轴上下移动细胞核,在顶端一侧进行细胞分裂。脑发育时,放射状胶质通过“对称分裂”的自我复制来增加数量(增殖期),然后通过“非对称分裂”形成放射状神经胶质和分化细胞。非对称分裂中,首先会产生各种各样的神经细胞(神经产生期),之后会产生辅佐神经细胞工作的胶质细胞(胶质产生期),形成复杂的大脑。

  此次,研究小组利用多光子显微镜,清晰地捕捉到了小鼠胎儿脑组织中存在的神经干细胞的形状变化,发现神经干细胞能灵活地再生柱状形态。在早期脑发育(增殖)期间神经干细胞分裂时,即使柱状结构被破坏,这种再生能力也能保持脑组织的细胞排列;在脑发育后期(神经产生阶段),柱状结构被破坏的神经干细胞逐渐积累,在脑组织中出现了其他的神经干细胞层。研究小组还发现,这个新的干细胞层的出现导致了像人那样有很大褶皱的脑形成。

  研究成果在线发表于近期的《自然细胞生物学》上。

(责编:罗彬月(实习)、陈康清)

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