成體干細(xì)胞具有轉(zhuǎn)化為多種類型細(xì)胞的能力，但追蹤個(gè)體干細(xì)胞隨著它們成熟的過程，并且識(shí)別觸發(fā)這些決定性決定的分子在活體動(dòng)物中是困難的。

加州大學(xué)伯克利分校的神經(jīng)科學(xué)家現(xiàn)已將單細(xì)胞中RNA測序的新技術(shù)與詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析相結(jié)合，以更容易地追蹤鼻子中的個(gè)體干細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)有朝一日可以幫助那些失去它的人恢復(fù)氣味的線索。結(jié)果發(fā)表在本周的Cell Stem Cell雜志上。

“干細(xì)胞的工作有兩個(gè)方面：取代或重建隨著時(shí)間推移而損失的成熟細(xì)胞，無論是通過正常衰老還是在受傷后，都要更換自己，以便這個(gè)過程可以在動(dòng)物的整個(gè)生命過程中持續(xù)進(jìn)行，”資深作者約翰說。 Ngai，Coates家庭神經(jīng)科學(xué)教授，加州大學(xué)伯克利分校Helen Wills神經(jīng)科學(xué)研究所和伯克利干細(xì)胞中心的成員。“我們越來越接近了解嗅覺干細(xì)胞是如何產(chǎn)生成熟的感覺神經(jīng)元，這是對最終干細(xì)胞療法恢復(fù)功能的關(guān)鍵。”

Ngai指出，50歲以上的人中有四分之一可能有一些嗅覺喪失，但醫(yī)生幾乎不了解原因，大多數(shù)情況下都沒有治療方法。盡管人們普遍報(bào)告患有失去嗅覺的患者的痛苦，但是甚至沒有針對視力或聽力損失的嗅覺喪失的標(biāo)準(zhǔn)化測試。

“有些嗅覺癥狀 - 嗅覺喪失 - 是由于創(chuàng)傷性損傷，而且你通常不會(huì)做很多事情，”他說。“但是有些與年齡有關(guān)，或者是由于我們不太了解的原因而發(fā)生。對于與年齡相關(guān)的無癥狀，可能是因?yàn)楦杉?xì)胞不能替代隨時(shí)間推移而自然喪失的細(xì)胞。一個(gè)想法是，如果我們能夠利用那些正在失去氣味的人的鼻子中的干細(xì)胞，也許我們可以找到恢復(fù)功能的方法，讓它們重新生成丟失的細(xì)胞。“

跟蹤細(xì)胞命運(yùn)

Ngai是加州大學(xué)伯克利分校加州定量生物科學(xué)研究所的功能基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人，專注于我們的嗅覺中涉及的細(xì)胞和調(diào)節(jié)分子。鼻子中的嗅覺細(xì)胞是不尋常的，因?yàn)樗鼈兪巧眢w外層或上皮的一部分，也是神經(jīng)系統(tǒng)的一部分，包含直接與大腦中的氣味中心連接的神經(jīng)元。

他的研究小組一直在研究成人嗅覺干細(xì)胞，這些細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生神經(jīng)元，感知?dú)馕逗推渌?xì)胞，如支持神經(jīng)元的支持細(xì)胞。Ngai說，一種在單細(xì)胞中對RNA進(jìn)行測序的新技術(shù)具有革命性，允許研究人員根據(jù)細(xì)胞中存在的mRNA來追蹤密集組織中哪些干細(xì)胞變得特化，這表明哪些基因正在被表達(dá)。然而，很難跟蹤可能潛在地分化成不同類型細(xì)胞的干細(xì)胞。

Ngai的團(tuán)隊(duì)與加州大學(xué)伯克利分校的統(tǒng)計(jì)學(xué)家和計(jì)算機(jī)科學(xué)家合作 - 由生物統(tǒng)計(jì)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)教授Sandrine Dudoit，統(tǒng)計(jì)學(xué)教授Elizabeth Purdom和電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授Nir Yosef領(lǐng)導(dǎo) - 開發(fā)一種方法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并鑒定具有相似RNA譜的細(xì)胞，指示特定細(xì)胞類型和發(fā)育狀態(tài)。

結(jié)果，該團(tuán)隊(duì)能夠追蹤細(xì)胞在轉(zhuǎn)變?yōu)橹С旨?xì)胞時(shí)所采取的路徑 - 這似乎是嗅覺干細(xì)胞的默認(rèn)命運(yùn) - 并進(jìn)入神經(jīng)元和其他類型的細(xì)胞。他們還能夠識(shí)別稱為“Wnt”的信號通路，該通路觸發(fā)嗅干細(xì)胞成為感覺神經(jīng)元。

Ngai警告說，這項(xiàng)工作的直接影響僅限于動(dòng)物模型，它為最終解決人類的異常癥提供了必要的基礎(chǔ)。“但是有了這些信息，我們現(xiàn)在可以看到控制過程的窗口，因此是操縱或合并該過程以刺激再生的窗口”他說。“例如，對Wnt信號通路進(jìn)行了大量研究，因此有許多小分子藥物可以通過測試來觸發(fā)干細(xì)胞成熟為神經(jīng)元。”

他說，研究小組開發(fā)的測序和統(tǒng)計(jì)技術(shù)也可供其他人研究其他組織，器官系統(tǒng)或生物體中干細(xì)胞的調(diào)節(jié)。