成人大腦的某些區域含有靜止或休眠的神經(jīng)干細胞，它們有可能被重新激活形成新的神經(jīng)元。然而，從靜止到增殖的轉變仍然知之甚少。

由日內瓦大學(xué) (UNIGE) 和洛桑大學(xué) (UNIL) 的科學(xué)家領(lǐng)導的團隊發(fā)現了細胞代謝在此過(guò)程中的重要性，并確定了如何喚醒這些神經(jīng)干細胞并重新激活它們。生物學(xué)家成功地增加了成年小鼠甚至老年小鼠大腦中新神經(jīng)元的數量。這些結果有望用于治療神經(jīng)退行性疾病，并將發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。

生物學(xué)家發(fā)現如何喚醒和重新激活神經(jīng)干細胞

干細胞具有獨特的能力，可以連續產(chǎn)生自身的副本，并產(chǎn)生具有更專(zhuān)門(mén)功能的分化細胞。神經(jīng)干細胞（NSC）負責在胚胎發(fā)育過(guò)程中構建大腦，產(chǎn)生中樞神經(jīng)系統的所有細胞，包括神經(jīng)元。

神經(jīng)發(fā)生能力隨著(zhù)年齡的增長(cháng)而降低

令人驚訝的是，即使大腦完全形成后，神經(jīng)干細胞仍然存在于某些大腦區域，并且可以在一生中產(chǎn)生新的神經(jīng)元。這種生物現象被稱(chēng)為成人神經(jīng)發(fā)生，對于學(xué)習和記憶過(guò)程等特定功能非常重要。然而，在成人大腦中，這些干細胞變得更加沉默或“休眠”，并降低了它們的更新和分化能力。結果，神經(jīng)發(fā)生隨著(zhù)年齡的增長(cháng)而顯著(zhù)減少。

UNIGE理學(xué)院分子和細胞生物學(xué)系名譽(yù)教授Jean-Claude Martinou和UNIL生物醫學(xué)科學(xué)系副教授 Marlen Knobloch 的實(shí)驗室生物和醫學(xué)院發(fā)現了一種代謝機制，成年神經(jīng)干細胞可以通過(guò)該機制從休眠狀態(tài)中蘇醒并變得活躍。

“我們發(fā)現線(xiàn)粒體（細胞內產(chǎn)生能量的細胞器）參與調節成體NSC的激活水平，”UNIL研究員、與Valentina Scandella共同撰寫(xiě)該研究的Francesco Petrelli解釋道。線(xiàn)粒體丙酮酸轉運蛋白（MPC）是Martinou教授小組十一年前發(fā)現的一種蛋白質(zhì)復合物，在這種調節中發(fā)揮著(zhù)特殊的作用。它的活性影響細胞可以使用的代謝選擇。通過(guò)了解區分活躍細胞和休眠細胞的代謝途徑，科學(xué)家可以通過(guò)改變線(xiàn)粒體代謝來(lái)喚醒休眠細胞。

新視角

生物學(xué)家通過(guò)使用化學(xué)抑制劑或通過(guò)培育Mpc1基因突變小鼠來(lái)阻斷MPC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神經(jīng)干細胞，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)這項工作，我們表明代謝途徑的重定向可以直接影響成體神經(jīng)干細胞的活動(dòng)狀態(tài)，從而影響生成的新神經(jīng)元的數量?！?/em>