干細(xì)胞具有獨(dú)特的能力，能夠不斷產(chǎn)生自己的副本，并產(chǎn)生具有更多專(zhuān)門(mén)功能的分化細(xì)胞。神經(jīng)干細(xì)胞（NSCs）在胚胎發(fā)育期間負(fù)責(zé)構(gòu)建大腦，生成中樞神經(jīng)系統(tǒng)的所有細(xì)胞，包括神經(jīng)元。令人驚訝的是，即使在大腦完全形成后，NSCs仍持續(xù)存在于某些腦區(qū)，并能在一生中制造新的神經(jīng)元。
齒狀回（大腦顳葉海馬結(jié)構(gòu)的一部分）中新產(chǎn)生的神經(jīng)元（紅色）與細(xì)胞核（藍(lán)色）和未成熟神經(jīng)元的標(biāo)記物（綠色）。資料來(lái)源：Knobloch實(shí)驗(yàn)室-UNIL
成年大腦的一些區(qū)域含有靜止的或休眠的神經(jīng)干細(xì)胞，它們有可能被重新激活以形成新的神經(jīng)元。然而，人們對(duì)從靜止?fàn)顟B(tài)到增殖的過(guò)渡仍然知之甚少。由日內(nèi)瓦大學(xué)(UNIGE)和洛桑大學(xué)(UNIL)的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞代謝在這一過(guò)程中的重要性，并確定了如何喚醒這些神經(jīng)干細(xì)胞并重新激活它們。生物學(xué)家們成功地增加了成年甚至老年小鼠大腦中新神經(jīng)元的數(shù)量。這些結(jié)果對(duì)治療神經(jīng)退行性疾病很有希望，將在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上發(fā)現(xiàn)。
這種生物現(xiàn)象被稱(chēng)為成人神經(jīng)生成，對(duì)學(xué)習(xí)和記憶過(guò)程等特定功能非常重要。然而，在成人大腦中，這些干細(xì)胞變得更加沉默或''休眠''，并降低了它們的更新和分化能力。因此，隨著年齡的增長(zhǎng)，神經(jīng)發(fā)生明顯減少。日內(nèi)瓦大學(xué)理學(xué)院分子和細(xì)胞生物學(xué)系名譽(yù)教授讓-克勞德-馬蒂努（Jean-Claude Martinou）和生物和醫(yī)學(xué)系生物醫(yī)學(xué)科學(xué)副教授馬倫-克諾布洛赫（Marlen Knobloch）的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了一種代謝機(jī)制，成年NSCs可以從其休眠狀態(tài)出現(xiàn)并變得活躍。
"我們發(fā)現(xiàn)線粒體--細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生能量的細(xì)胞器--參與調(diào)節(jié)成年NSCs的激活水平，"UNIL的研究員Francesco Petrelli和Valentina ScanDELLa，這項(xiàng)研究的共同第一作者表示。線粒體丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)體（MPC）是Martinou教授小組11年前發(fā)現(xiàn)的一種蛋白質(zhì)復(fù)合物，在這種調(diào)節(jié)中發(fā)揮著特殊作用。它的活性影響著細(xì)胞可以使用的代謝選擇。通過(guò)了解區(qū)分活躍細(xì)胞和休眠細(xì)胞的代謝途徑，科學(xué)家可以通過(guò)改變線粒體代謝來(lái)喚醒休眠細(xì)胞。
現(xiàn)在，生物學(xué)家已經(jīng)通過(guò)使用化學(xué)抑制劑或通過(guò)生成Mpc1基因的突變小鼠來(lái)阻斷MPC的活性。利用這些藥理學(xué)和遺傳學(xué)方法，科學(xué)家們能夠激活休眠的NSCs，從而在成年甚至老年小鼠的大腦中產(chǎn)生新的神經(jīng)元。通過(guò)這項(xiàng)研究工作表明，代謝途徑的重定向能夠直接影響成年NSCs的活動(dòng)狀態(tài)，從而影響新神經(jīng)元的生成數(shù)量，該研究的共同第一作者Knobloch教授總結(jié)說(shuō)。
"這些結(jié)果為細(xì)胞代謝在調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)生方面的作用提供了新的啟示。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這些結(jié)果可能會(huì)帶來(lái)對(duì)抑郁癥或神經(jīng)退行性疾病等疾病的潛在治療方案。"該研究的共同主要作者Jean-Claude Martinou總結(jié)道。
