研究揭示成體神經幹細胞促進其子代新生神經元發育的調控機制

1978年，Schofield首次提出幹細胞的微環境定義，並發現局部微環境對造血幹細胞乾性的維持是必要的。從此，越來越多的研究定義了各種組織的幹細胞微環境。然而，幹細胞本身是否能作為微環境因素進而影響其子代細胞的發育尚未完全被揭示。在成體神經發生微環境中，成體神經干/前體細胞能夠終生產生功能性神經元，參與學習記憶等。成體神經發生過程中，新生神經元能夠釋放反饋抑制信號來調控神經幹細胞的增殖分化以及命運決定。然而，神經幹細胞是否能夠調控新生神經元的發育尚不清楚。

中國科學院遺傳與發育生物學研究所郭偉翔研究組，通過細胞清除，反轉錄病毒介導的單細胞標記以及信號通路調節等實驗手段，發現神經幹細胞可以持續提供Pleiotrophin (PTN) 配體促進其子代新生神經元發育。若沒有此前饋作用，新生神經元樹突會發育異常。進一步研究發現，PTN主要通過作用新生神經元上的ALK受體，從而激活AKT信號通路來促進海馬新生神經元的發育。

隨著年齡的衰老，神經幹細胞的數量逐漸減少，並且新生神經元也隨之呈現出發育的異常。更為重要的是，該研究發現PTN的表達水平以及其介導的AKT信號通路的活性都隨著年齡的增加而下降。然而，通過外援供給PTN或者激活AKT信號能夠改善衰老所導致的新生神經元發育的缺陷。這一結果提示在成體神經發生微環境中，缺乏神經幹細胞源性PTN因子可能是導致認知能力隨著衰老的增長而衰退的原因之一。

該成果於11月27日在線發表於神經科學期刊Neuron上。郭偉翔組博士研究生湯常永為該論文第一作者，郭偉翔為通訊作者。該研究得到遺傳發育所研究員吳青峰在生物信息學分析以及實驗設計上的幫助，軍事醫學科學院崔亞雄在腦組織切片染色上給予了很大幫助。該研究得到中科院先導、國家自然科學基金委和中組部青年千人計劃的資助。

神經幹細胞分泌PTN促進其子代新生神經元發育

來源：中國科學院遺傳與發育生物學研究所

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