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再生大脑的关键:lunatic fringe基因

生物通  · 公众号  ·  · 2017-07-27 13:44

正文

“我们的最初目标是寻找原代神经干细胞选择性表达的基因。依靠向公众开放的表达数据库,我们粗略筛选了750个潜在候选基因。经过艰苦细致的工作,系统地将目标锁定至一个单基因,”德克萨斯儿童医院儿科和神经科助理教授Mirjana Mirjana Maletić-Savatić说。“经过广泛的分析,我们确信一个Notch信号通路成员是神经干细胞的选择性标记物。”

左:Mirjana Mirjana Maletić-Savatić教授;右:Fatih Semerci博士

先前一些动物模型研究表明,Notch信号通路参与干细胞命运调控。根据文章推断,作为神经干细胞选择性标记物和Notch信号通路成员的lunatic fringe很可能是神经干细胞命运的调节因子。这项发现在神经发生领域意义重大,因为成年人海马区(新神经元诞生的部位)Notch信号微调精确机制至今仍毫无头绪。

lunatic fringe帮助大脑再生
Mirjana Maletić-Savatić和同事们证明lunatic fringe介导了一个神经干细胞维持机制,让神经细胞得以维持最佳数量和终身生产。

神经干细胞和其后代子细胞在物理上紧密聚集,这方便了神经干细胞和邻近细胞的点对点沟通。有趣的是,科学家们发现lunatic fringe能让干细胞区分和响应周围表达不同标记(Delta标记和Jagged1标记)的细胞。


当被Delta神经元包围时,大多数神经干细胞处于备用模式,能免受随机激活和不必要的分裂干扰。当神经干细胞与Jagged1神经元开始互通信息时,它们就开始分裂。通过这种沟通模式,每个神经干细胞的分化得到了精细调节,预防了过度分化和过早衰竭。


“lunatic fringe让神经干细胞能准确决策休眠还是不休眠,继续分裂还是停止分裂,”Mirjana Maletić-Savatić实验室的博后学生Fatih Semerci说道。“我们掌握了一个可以控制神经干细胞命运的明确标示。”


与年龄有关的智力衰退和精神疾病(如焦虑和抑郁)都跟学习和记忆中枢(海马)神经元新生能力下降有关,


神经元生产受内外因素影响,成人海马神经元的生成研究与许多疾病的新疗法开发密切相关。


原文标题


Lunatic fringe-mediated Notch signaling regulates adult hippocampal neural stem cell maintenance