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神經細胞還是星狀神經膠細胞?有個開關決定命運

2019年06月19日 生物醫藥
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日本金澤大學醫藥保健研究領域醫學系的河崎洋志教授等組成的研究小組,全球率先發現了決定腦細胞命運的機制,這對嬰兒大腦的健康發育至關重要。

大腦是人體的重要器官,負責產生意識和記憶等。大腦内有負責處理資訊的神經細胞和主要幫助神經細胞工作的星狀神經膠細胞。在嬰兒時期的大腦形成階段,神經細胞和星狀神經膠細胞均由幾乎形成了大腦内所有細胞的「神經幹細胞」分化而來。大腦要想正常工作,在嬰兒時期的大腦形成階段產生適當數量的神經細胞和星狀神經膠細胞非常重要。僅產生神經細胞或者僅產生星狀神經膠細胞,大腦都無法正常工作。因此,瞭解決定神經幹細胞是分化為神經細胞還是分化為星狀神經膠細胞的機制,對於明確大腦的健康發育過程至關重要。

此次,研究小組利用小鼠的大腦發現,名為纖維母細胞生長因子(FGF)信號的基因通路,是決定神經幹細胞分化為神經細胞還是星狀神經膠細胞的開關。

通過本次研究,明確了促進嬰兒大腦健康發育的精確機制,有望查明神經細胞與星狀神經膠細胞數量失衡引起的大腦異常的病症。

相關論文已於2019年6月7日發表在美國科學期刊《The Journal of Neuroscience》的網路版上。

神經細胞還是星狀神經膠細胞?有個開關決定命運

圖1:在大腦的形成過程中,神經幹細胞分化出神經細胞和星狀神經膠細胞

在嬰兒的大腦形成階段,神經細胞和星狀神經膠細胞都是由神經幹細胞分化而來的。關於分化順序,首先分化神經細胞(左),然後分化星狀神經膠細胞(右)。此次發現,由分化神經細胞切換至分化星狀神經膠細胞的開關是FGF信號。

神經細胞還是星狀神經膠細胞?有個開關決定命運

圖2:隨著FGF信號的刺激增強,神經幹細胞分化細胞的變化

在神經幹細胞分化神經細胞的條件下(左,箭頭),增強FGF信號的刺激後,開始分化星狀神經膠細胞(右,箭頭)。

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文:JST客觀日本編輯部