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Science:英国科学家揭示神经干细胞重回静默状态的重要机制

来源:生物谷 2016-07-18 19:13

 

2016年7月18日讯 /生物谷BIOON/ --近日,著名国际学术期刊Science刊登了英国弗朗西斯克里克研究所-米尔希尔实验室研究人员的一项最新研究进展,在这篇文章中他们发现了增殖状态下的神经干细胞如何重新回到静默状态,从而维持神经干细胞池的平衡。

海马体是大脑中负责调节记忆和情绪的重要区域,其中的神经干细胞能够产生新的神经元,即使在成年阶段也具有这样的能力。形成多少个新的神经元以及何时形成新的神经元取决于神经干细胞池的静默和增殖之间的平衡。那么什么样的信号能够让处于增殖状态的神经干细胞回到静默状态引起了研究人员的兴趣。

研究人员发现一个促进细胞增殖的关键转录因子发生泛素化降解,就能调节神经干细胞回到静默状态,但是这种静默状态与神经干细胞的原始状态并不相同,这种处于静默但又活化状态的神经干细胞维持了神经干细胞池的平衡。

研究人员表示,神经干细胞的静默对于成体神经干细胞的长期维持非常重要,微环境信号能够调节神经干细胞从静默状态变成激活状态,但是增殖状态的神经干细胞如何重新回到静默状态仍未可知。

在这项研究中,研究人员发现E3连接酶Huwe1是增殖状态下的成年小鼠海马体神经干细胞回到静默状态的一个必要分子。Huwe1能够通过泛素化降解系统使增殖状态下的海马体神经干细胞中促进细胞增殖的转录因子Ascl1变得不稳定,进而阻止细胞周期蛋白D的积累促进增殖细胞回到静默状态。当神经干细胞回到静默状态,增殖的神经干细胞池会逐渐耗竭。

研究人员认为长期维持海马体神经元生成需要依赖于快速降解这种关键的促激活因子使神经干细胞回到一种暂时性的静默状态。

这项研究发现了促进增殖的神经干细胞回到静默状态的一条重要分子机制,机体通过这种静默状态和增殖状态的神经干细胞池平衡维持正常的神经元生成,该研究对于神经疾病研究和治疗甚至癌症研究都有重要提示意义。(生物谷Bioon.com)

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DOI: 10.1126/science.aaf4802 

Return to quiescence of mouse neural stem cells by degradation of a proactivation protein

Noelia Urbán1,*, Debbie L. C. van den Berg1, Antoine Forget2,3, Jimena Andersen1,†, Jeroen A. A. Demmers4, Charles Hunt1, Olivier Ayrault2,3, François Guillemot

Quiescence is essential for long-term maintenance of adult stem cells. Niche signals regulate the transit of stem cells from dormant to activated states. Here, we show that the E3-ubiquitin ligase Huwe1 (HECT, UBA, and WWE domain–containing 1) is required for proliferating stem cells of the adult mouse hippocampus to return to quiescence. Huwe1 destabilizes proactivation protein Ascl1 (achaete-scute family bHLH transcription factor 1) in proliferating hippocampal stem cells, which prevents accumulation of cyclin Ds and promotes the return to a resting state. When stem cells fail to return to quiescence, the proliferative stem cell pool becomes depleted. Thus, long-term maintenance of hippocampal neurogenesis depends on the return of stem cells to a transient quiescent state through the rapid degradation of a key proactivation factor. 

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