恢復(fù)活力的腦干細(xì)胞可能是未來(lái)MS治療的關(guān)鍵
科學(xué)家已經(jīng)找到了一種方法,使老鼠的腦干細(xì)胞更年輕。這一發(fā)現(xiàn)可以改善治療衰老相關(guān)疾病的治療方法,這些疾病可以降解大腦和神經(jīng)系統(tǒng)。
研究人員設(shè)法使干細(xì)胞恢復(fù)活力,更接近更有效的MS治療方法。
該研究涉及少突膠質(zhì)細(xì)胞祖細(xì)胞(OPCs),它是一種干細(xì)胞或未成熟細(xì)胞。OPCs對(duì)于大腦和其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)的健康運(yùn)作至關(guān)重要。
OPCs成熟或分化成少突膠質(zhì)細(xì)胞,少突膠質(zhì)細(xì)胞是產(chǎn)生圍繞神經(jīng)纖維的髓鞘并保留它們攜帶的電信號(hào)的細(xì)胞。
髓鞘的破壞是多發(fā)性硬化癥(MS)的一個(gè)顯著特征,與OPC相關(guān)的衰老相關(guān)變化有助于該過(guò)程。衰老還可以減少健康個(gè)體的OPC功能。
英國(guó)劍橋大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),老化大腦中僵硬度的增加會(huì)損害OPCs的功能。
當(dāng)他們將老年大鼠的OPCs移植到年輕大鼠的大腦中時(shí),老化的OPCs開(kāi)始像年輕的OPCs一樣起作用。
干細(xì)胞壁龕的硬化
該團(tuán)隊(duì)最終確定OPCs中功能的喪失是由于他們的微環(huán)境或干細(xì)胞“利基”中發(fā)生的事情。
“我們?cè)谶@里展示,”作者在最近的一篇Nature論文中寫道,“OPC微環(huán)境隨著年齡的增長(zhǎng)而變硬,這種機(jī)械變化足以引起與年齡相關(guān)的OPCs功能喪失。”
一項(xiàng)研究綜述表明,工程干細(xì)胞可能是替代帕金森病中受損腦細(xì)胞的一種方法。
現(xiàn)在讀
似乎干細(xì)胞生態(tài)位反映了它發(fā)送給駐留在其中的OPCs的“化學(xué)和機(jī)械信號(hào)”中與衰老相關(guān)的變化。
一旦移植的老年OPCs感覺(jué)到他們處于一個(gè)更年輕,更柔軟的環(huán)境中,他們開(kāi)始表現(xiàn)得更像有活力的年輕OPCs。
為了更詳細(xì)地探索正在發(fā)生的事情,該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn),使用OPCs和“生物和合成支架來(lái)模擬年輕大腦的僵硬度”。
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'分子和功能重新煥發(fā)活力'
研究人員觀察到,當(dāng)他們?cè)谲涃|(zhì)材料支架上生長(zhǎng)老化OPCs時(shí),他們開(kāi)始表現(xiàn)得更像年輕的OPCs。
由于在較軟的材料上,老化的OPCs在“分子和功能上再生”。
相反,將年輕OPCs放置在包含較硬材料的支架上,使它們表現(xiàn)得像舊的那樣。
“我們很著迷,”聯(lián)合高級(jí)研究作者Kevin J. Chalut博士說(shuō),“看到當(dāng)我們年輕的時(shí)候,在硬質(zhì)材料上運(yùn)作的腦干細(xì)胞,細(xì)胞功能失調(diào),失去了再生的能力,并且事實(shí)開(kāi)始像老年細(xì)胞一樣起作用。“
Chalut博士在劍橋大學(xué)物理系和干細(xì)胞研究所工作。
然而,他觀察到,更有趣的發(fā)現(xiàn)是看到舊的OPCs在軟材料中生長(zhǎng),以及“它們?nèi)绾伍_(kāi)始像年輕細(xì)胞一樣起作用 - 換句話說(shuō),它們被重新煥發(fā)活力。”
“這表明了在這個(gè)重要的干細(xì)胞系統(tǒng)中推翻與年齡相關(guān)的功能喪失的新方法,”他補(bǔ)充道。
進(jìn)一步的研究使Chalut博士及其同事們專注于一種名為Piezo1的“機(jī)械響應(yīng)離子通道”,這是一種位于OPCs表面的蛋白質(zhì)。他們發(fā)現(xiàn)Piezo1告訴OPCs他們的利基是硬還是軟。
當(dāng)他們測(cè)試缺乏Piezo1的老化OPCs的反應(yīng)時(shí),研究人員發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞表現(xiàn)得像年輕的OPCs,即使他們?cè)谳^硬的腳手架材料上生長(zhǎng)。
他們還發(fā)現(xiàn),在老年大鼠的大腦中刪除OPCs中的Piezo1導(dǎo)致干細(xì)胞表現(xiàn)得像他們年輕時(shí)一樣。細(xì)胞恢復(fù)了正常的再生能力。
MS Society是英國(guó)英格蘭和威爾士的注冊(cè)慈善機(jī)構(gòu),為該研究提供部分資助。他們的研究主任Susan Kohlhaas博士說(shuō),這些研究結(jié)果“對(duì)MS的治療具有重要意義”。
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