国产免费一级精品视频|久久久久亚洲日日精品|虎白女粉嫩在线播放网站|国产亚洲精aa在线观看|国产在线欧美一区二区三区|国产免费av片无码免费看|一夲道无码人妻精品一区二区|人妻少妇精品无码一区二区三已

<i id="k6fcr"><ins id="k6fcr"></ins></i>
  • 
    

    讓蠑螈大腦再生的“關(guān)鍵群體”被鎖定

    2022-09-27 08:43 來源:環(huán)球網(wǎng) 閱讀數(shù):606

    ◎洪恒飛 本報記者 江 耘

    脊椎動物的大腦是一個重要而復(fù)雜的器官,控制著動物的行為、情感和記憶。人類大腦有860億個神經(jīng)元。這些神經(jīng)元彼此之間相互連接,賦予了大腦極強的創(chuàng)造能力。但美中不足的是,人類大腦尤為脆弱,在遭遇損傷后往往難以修復(fù)。

    近日,國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》刊登了由杭州華大生命科學(xué)研究院、廣東省人民醫(yī)院、武漢大學(xué)等來自3個國家18家單位共同合作完成的研究成果——全球首個高分辨率蠑螈腦再生時空圖譜。

    該研究找到了蠑螈腦再生過程中的關(guān)鍵神經(jīng)干細(xì)胞亞群,揭秘了蠑螈大腦自行恢復(fù)的過程,為神經(jīng)系統(tǒng)的再生醫(yī)學(xué)研究和治療提供了新的方向。

    從蠑螈腦再生憧憬人類大腦的“超能力”

    創(chuàng)傷性腦損傷又叫顱腦創(chuàng)傷,是導(dǎo)致人類死亡和殘疾的主要原因之一。在中國,每年約有10萬人因創(chuàng)傷性腦損傷而死亡、數(shù)十萬人因其而永久殘疾。造成創(chuàng)傷性腦損傷常見的原因是跌倒、交通事故等外力因素。根據(jù)損傷程度和部位的不同,創(chuàng)傷性腦損傷可以分為腦震蕩、腦挫裂傷等。

    據(jù)悉,腦震蕩會引發(fā)暫時性的失憶、意識混亂等癥狀,但這些癥狀多數(shù)可自行恢復(fù),不會造成腦組織結(jié)構(gòu)的明顯損傷;而腦挫裂傷則會導(dǎo)致部分腦組織的壞死。

    由于人腦神經(jīng)元再生困難,損傷處會由膠質(zhì)細(xì)胞填充并會導(dǎo)致鄰近腦組織的萎縮。遭受腦挫裂傷后,病人可能出現(xiàn)意識不清、煩躁不安等癥狀,其平衡力或協(xié)調(diào)性也可能出現(xiàn)障礙,思考能力、情緒控制、肢體活動、感官能力以及記憶力都可能受到損害。通常來說,腦挫裂傷需要通過相應(yīng)的醫(yī)學(xué)手段進行治療,病人自行恢復(fù)的概率很低。

    與人類不同,硬骨魚、蠑螈等低等脊椎動物具有強大的器官再生能力。其中,墨西哥鈍口螈作為蠑螈的一種,不僅能再生四肢、尾巴、眼睛、皮膚以及肝臟等器官,還可以再生大腦,因此被科學(xué)家們作為重要的模式生物來研究與再生有關(guān)的問題。從另一個角度講,相比于其他再生能力強的生物,如無脊椎動物渦蟲和魚類斑馬魚,墨西哥鈍口螈的進化地位較高,腦結(jié)構(gòu)與人腦也有一定相似之處,是較為理想的研究對象。

    論文共同通訊作者、杭州華大生命科學(xué)研究院顧穎博士表示:“蠑螈的基因編碼序列與人類極其相似。研究蠑螈腦再生的啟動機制,并發(fā)現(xiàn)其中的關(guān)鍵基因,或?qū)槿祟惿窠?jīng)系統(tǒng)損傷和退行性疾病的恢復(fù)提供指導(dǎo)。”

    干細(xì)胞狀態(tài)轉(zhuǎn)化或成腦損傷復(fù)原關(guān)鍵

    本次研究中,研究團隊對人工培育的墨西哥鈍口螈腦中的皮層區(qū)域進行機械損傷手術(shù),并對損傷后第2、5、10、15、20、30及60天的大腦樣本進行分析,完整記錄了蠑螈大腦從損傷到再生修復(fù)完成的過程,構(gòu)建了蠑螈腦再生的高分辨率時空圖譜。

    “目前,針對蠑螈腦損傷再生的研究主要集中在其端腦上?!闭撐牡谝蛔髡?、杭州華大生命科學(xué)研究院的魏小雨博士介紹道,研究團隊在蠑螈端腦一側(cè)切除了面積約0.25平方毫米的方形切口,以構(gòu)建腦損傷模型。

    值得注意的是,雖然蠑螈能存活10到15年,但是其并不能在整個生命周期內(nèi)都進行再生。

    以往的研究發(fā)現(xiàn),蠑螈腦再生受到年齡因素在內(nèi)的一些條件的約束。年幼的蠑螈再生速度快;年老的蠑螈再生速度慢,甚至?xí)ピ偕芰?。一般認(rèn)為,這與蠑螈腦中貯存的神經(jīng)干細(xì)胞的數(shù)量與活力有關(guān)。

    研究團隊利用具備超高精度和超大視野的華大時空組學(xué)技術(shù)(Stereo-seq),繪制了墨西哥鈍口螈端腦發(fā)育及損傷修復(fù)過程中單細(xì)胞水平空間轉(zhuǎn)錄組圖譜,發(fā)現(xiàn)蠑螈大腦在損傷后30天內(nèi)即可愈合,60天內(nèi)組織結(jié)構(gòu)完成再生,損傷側(cè)與未損傷側(cè)的細(xì)胞類型空間分布已無明顯差異。

    時空數(shù)據(jù)結(jié)果顯示,上述傷口區(qū)域在損傷早期就出現(xiàn)了新的神經(jīng)干細(xì)胞亞群。這群重要的細(xì)胞由損傷區(qū)域附近的其他神經(jīng)干細(xì)胞亞群受到損傷刺激后轉(zhuǎn)化而來,并在后續(xù)的再生過程中新生出神經(jīng)元,以填補損傷部位的神經(jīng)元缺失。

    通過對比蠑螈腦發(fā)育和再生過程的神經(jīng)元,科研人員發(fā)現(xiàn)再生與發(fā)育過程中的神經(jīng)元高度相似。這表明,腦損傷可能誘導(dǎo)了蠑螈神經(jīng)干細(xì)胞狀態(tài)轉(zhuǎn)化。

    “本研究中,研究團隊借助蠑螈腦發(fā)育時空圖譜,觀察到在蠑螈腦的發(fā)育過程中,各類神經(jīng)元的分子特征以及空間分布動態(tài)變化,并發(fā)現(xiàn)蠑螈腦從青少年時期開始特化出具有空間區(qū)域特征的神經(jīng)干細(xì)胞亞型?!鳖櫡f解釋道。這些發(fā)現(xiàn)表明,在發(fā)育早期,神經(jīng)干細(xì)胞的種類和功能較為均一;在發(fā)育后期,不同功能的神經(jīng)干細(xì)胞亞群逐漸形成,這些不同功能的神經(jīng)干細(xì)胞亞群可能在再生中發(fā)揮著不同的作用。

    室管膜膠質(zhì)細(xì)胞可生成成熟神經(jīng)元

    以往研究表明,蠑螈大腦中的室管膜膠質(zhì)細(xì)胞相當(dāng)于哺乳動物的神經(jīng)干細(xì)胞,在腦再生中發(fā)揮著重要作用。目前,在蠑螈和魚類中只有少數(shù)室管膜膠質(zhì)細(xì)胞激活和腦再生的信號通路被證實。

    “相關(guān)通路對大腦發(fā)育也有調(diào)控作用,這提示大腦的再生可能與其發(fā)育有著相似之處?!蔽盒∮杲榻B說,“但這一再生過程的相關(guān)分子機制尚不明確?!?

    為此,研究團隊需要對蠑螈腦發(fā)育及再生過程中不同時間階段的細(xì)胞和分子功能進行更系統(tǒng)的表征,并解析發(fā)育及再生轉(zhuǎn)錄組學(xué)動態(tài)變化特征,以促進對大腦再生分子機制的理解。

    “在蠑螈腦損傷后2天到15天,損傷位點附近的室管膜膠質(zhì)細(xì)胞就已經(jīng)在損傷刺激下被激活,轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顟B(tài)的神經(jīng)祖細(xì)胞類群?!蔽盒∮瓯硎?,“這一群神經(jīng)祖細(xì)胞參與了細(xì)胞增殖、細(xì)胞遷移和細(xì)胞外基質(zhì)重塑等過程,經(jīng)過細(xì)胞分裂填充傷口缺損區(qū)域,并逐步分化為成熟的神經(jīng)元。”

    在蠑螈腦損傷后的15天,研究團隊通過對連續(xù)多張端腦切片的分析發(fā)現(xiàn),復(fù)原期間存在從激活的室管膜膠質(zhì)細(xì)胞到中間祖細(xì)胞,再到未成熟神經(jīng)元,直至成熟神經(jīng)元的連續(xù)細(xì)胞轉(zhuǎn)變過程。

    這一發(fā)現(xiàn)進一步揭示了關(guān)鍵神經(jīng)干細(xì)胞亞群通過細(xì)胞譜系轉(zhuǎn)換,重構(gòu)損傷神經(jīng)元的過程。即干細(xì)胞通過增殖覆蓋傷口,同時轉(zhuǎn)換或分化為中間態(tài)和成熟的神經(jīng)元,以重建損傷的腦組織。

    “通過尋找促使神經(jīng)元祖細(xì)胞激活并分化的關(guān)鍵基因,或可助力人類腦損傷再生治療?!鳖櫡f表示,“在下一研究階段,團隊會更深入研究蠑螈腦再生的具體調(diào)控因素,為再生醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究貢獻一份力量?!?/p>

    0.064516s
    义乌市| 闽侯县| 苍南县| 七台河市| 丰原市| 武川县| 喀喇沁旗| 南雄市| 余庆县| 龙海市| 瑞昌市| 二连浩特市| 江西省| 江达县| 邵武市| 惠州市| 正蓝旗| 友谊县| 常宁市| 美姑县| 泽库县| 康马县| 儋州市| 黄冈市| 广丰县| 陇川县| 中山市| 台前县| 南投市| 安泽县| 竹山县| 玉屏| 洮南市| 石泉县| 滁州市| 星子县| 哈巴河县| 永济市| 达日县| 云浮市| 竹溪县|