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Nature:科学家成功逆转大脑干细胞的衰老过程 有望开发返老还童新方法

来源:本站原创 2019-08-20 15:57

2019年8月20日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中,来自剑桥大学的科学家们通过研究揭示了随着年龄增长大脑僵硬程度的增加导致大脑干细胞功能异常的分子机制,同时研究者还开发出了一种新方法能将老化的干细胞逆转回年龄健康状态;相关研究结果有望帮助研究人员理解机体大脑的老化过程以及如何开发治疗年龄相关大脑疾病的新型疗法。

图片来源:Neurolex

随着机体年龄增加,肌肉和关节都会变得僵硬,这就会使得日常活动变得更加困难,本文研究表明,我们的大脑也是如此,与年龄相关的大脑僵硬对大脑干细胞的功能或许有着重要影响。文章中,研究人员对年轻和老化大鼠的大脑进行研究阐明了年龄相关大脑僵硬对少突胶质前体细胞(OPCs,oligodendrocyte progenitor cells)功能的影响。OPCs是一类对维持正常大脑功能非常重要的大脑干细胞,其对于髓磷脂的再生也非常重要,髓磷脂是神经组织周围的脂肪鞘,在多发性硬化症中髓磷脂的再生常常会被损伤,机体老化对这些细胞的影响常常会诱发多发性硬化症的发生,这些细胞的功能在老化的健康人群中同样会下降。

为了确定老化OPCs的功能缺失是否可以被逆转,研究人员将来自老化大鼠机体的老化OPCs转移到了年轻大鼠柔软的海绵状大脑组织中去,值得注意的是,这些老化的大脑细胞能够重新恢复活力,其行为非常像年轻更加强壮的细胞。这项研究中,研究人员在实验室中开发出了具有可变僵硬程度的新型材料,并在受控环境下研究这些材料的生长及其对大鼠大脑干细胞的影响,这些材料能被工程化改造具有和年龄或老化大脑相似的柔软程度。

为了深入理解大脑组织柔软和僵硬影响细胞行为的分子机制,研究人员对细胞表面一种名为Piezo1的蛋白质进行了分析,该蛋白质能“告知”细胞其周围的环境为柔软或僵硬。研究者Kevin Chalut说道,我们发现,当在僵硬材料上促进年轻具有功能性的大鼠干细胞时,这些细胞就会表现出功能异常,并失去其再生的能力,实际上其行为与老化细胞相似。当将老化的大脑细胞在柔软材料上生长时,其功能就会表现得像年轻细胞一样,换句话说,其能够重新恢复年轻的活力。

当研究者从老化大脑干细胞的表面剔除Piezo1蛋白后,他们就能够诱骗细胞感知柔软的周围环境,甚至当将细胞在僵硬材料上生长时也是如此。此外,当在老化大鼠大脑中剔除OPCs上的Piezo1时,就会促进细胞变得年轻并再次承担正常的再生功能。研究者Susan Kohlhaas表示,多发性硬化症是一种痛苦让患者致残的疾病,随着时间推移,我们迫切需要开发出减缓并抑制患者残疾的新型疗法。这项研究中,研究人员阐明了大脑干细胞老化的分子机制,以及如何通过逆转该过程来实现恢复大脑干细胞活力,后期研究人员将会基于本文研究开发出新型疗法来治疗多种与老化和多发性硬化症相关的疾病,包括如何潜在恢复大脑失去的功能等。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Michael Segel, Björn Neumann, Myfanwy F. E. Hill, et al. Niche stiffness underlies the ageing of central nervous system progenitor cells, Nature (2019). DOI: 10.1038/s41586-019-1484-9.

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