靶向一個基因，就能成功激活「沉睡」幹細胞！《自然》重磅研究或將掀開大腦損傷修復新篇章

如何有效修復損傷大腦一直是再生醫學的一個重要研究課題。包括中風、阿爾茨海默病、頭部外傷以及衰老在內的多種疾病或生理過程，都可以對大腦造成不可逆轉的損傷。我們的大腦缺乏自我修復的能力，然而通過靶向患者大腦中的幹細胞，或許可以在不進行手術的情況下對大腦進行修復，進而對抗多種疾病。雖然幹細胞具有分化成大腦中所有細胞的獨特能力，但通常情況下都處於一種「休眠」的不活躍狀態，任何幹細胞再生療法都必須先從休眠中喚醒它們。

近日，來自英國劍橋大學Gurdon研究所的科學家們發現了一種新型休眠幹細胞，名為「G2休眠幹細胞」。研究人員表示，這種幹細胞具有十分強大的再生潛能，在發生腦損傷或疾病後的大腦中具有很高的修復潛力，能夠被激活分化為關鍵的大腦細胞類型（神經元和神經膠質細胞）。而且只需靶向一個關鍵基因，便能特異性地激活這種幹細胞。相關研究於4月7日發表於頂級學術期刊《自然》，文章作者包括博士生Leo Otsuki及其導師Andrea Brand教授。

圖：果蠅大腦中的幹細胞從休眠狀態被喚醒。 藍色：休眠的幹細胞； 綠色/紅色/黃色：已被喚醒的幹細胞分化為新神經元。來源：Andrea Brand/Leo Otsuki

Brand教授表示：「大腦不善於自我修復，但基於這種新發現的幹細胞，可能存在一種方法可以提高大腦的修復能力。這些幹細胞通常處於休眠狀態，不過一旦被激活，它們就擁有了產生關鍵腦細胞的能力。」

這種方法的關鍵就在於一個基因。通過果蠅動物模型，研究人員確定了一種名為「tribbles」的基因，可以特異性地調節G2休眠幹細胞。令人欣喜的是，哺乳動物的大腦幹細胞也能表達tribbles基因。因此，研究人員認為，通過藥物靶向tribbles基因很可能是喚醒G2休眠幹細胞的可行方案。

大腦中的休眠幹細胞（紅色） ，來源：Andrea Brand/Leo Otsuki

Otsuki補充道：「現在，我們發現了調控這些休眠幹細胞的基因，下一步便是篩選出能夠阻斷這種基因的潛在藥物分子，進而並喚醒人類幹細胞。我們相信，其他器官中可能也存在類似的休眠幹細胞，這一發現可能有助於改進或開發出新型的再生醫學藥物。」

雖然現有的治療方法仍然十分重要，但這種療法對大腦損傷的修復無疑是質的飛躍。因為包括帕金森症和亨廷頓氏舞蹈症在內的許多疾病，一旦發病腦組織就很難再恢復了。關於大腦及其內部的生物學機理，從腦細胞的產生方式到疾病的發生，我們還有太多未知。但好消息是，我們一直在進步。此外，這項最新研究並不局限於大腦：研究人員認為，這種幹細胞最終很可能在其他器官中被發現，而我們只需找到正確的化學信號並對其進行調控。

參考文獻：

Leo Otsuki and Andrea H Brand. Cell cycle heterogeneity directs the timing of neural stem cell activation from quiescence. Science (6 April) doi: 10.1126/science.aan8795

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