體細(xì)胞干細(xì)胞是微觀的工作馬，不斷在整個(gè)身體內(nèi)再生細(xì)胞：例如皮膚和腸道內(nèi)壁。而對(duì)于伊利諾伊大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家來說，他們代表了未開發(fā)的潛力。

“如果我們能夠找到一種方法來靶向和控制體內(nèi)干細(xì)胞增殖，那么可能會(huì)有潛在的醫(yī)學(xué)益處，包括關(guān)閉癌癥干細(xì)胞的增殖或誘導(dǎo)體細(xì)胞干細(xì)胞增殖，我們想要生長(zhǎng)組織，”伊麗莎白戴維斯，我是U的神經(jīng)科學(xué)項(xiàng)目的博士研究員，也是一項(xiàng)研究的第一作者，該研究首次證明干細(xì)胞增殖是由自主神經(jīng)系統(tǒng)(ANS)直接控制的。

ANS控制我們所有的無意識(shí)功能：呼吸，血流，消化等。它的兩個(gè)主要神經(jīng)纖維網(wǎng)絡(luò)從大腦穿過整個(gè)身體，神經(jīng)元幾乎進(jìn)入每個(gè)器官。這些神經(jīng)元釋放出稱為神經(jīng)遞質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)，可直接或間接地影響靶細(xì)胞。

當(dāng)神經(jīng)遞質(zhì)與某些細(xì)胞膜中的受體結(jié)合時(shí)，它們?cè)诩?xì)胞內(nèi)引發(fā)直接反應(yīng)。但是當(dāng)神經(jīng)遞質(zhì)誘導(dǎo)一般炎癥狀態(tài)或改變血流時(shí)，細(xì)胞也會(huì)發(fā)生變化，這是ANS的間接作用途徑。

在Davis的研究發(fā)表在Physiological Reports上之前，科學(xué)家們懷疑ANS參與干細(xì)胞增殖，但他們不知道這種關(guān)系是直接還是間接的。直接關(guān)系可能對(duì)治療疾病的藥物干預(yù)產(chǎn)生更大的影響。

“例如，如果你想改變一個(gè)器官的再生潛力，你就不必刺激或抑制這些神經(jīng)元的活動(dòng)。相反，你可以找出什么神經(jīng)遞質(zhì)正在控制增殖，然后將那些化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為那些具有靶向給藥的干細(xì)胞，“I of I動(dòng)物科學(xué)系助理教授，該論文的共同作者M(jìn)egan Dailey說。

為了表征這種關(guān)系，研究人員將重點(diǎn)放在小鼠腸道內(nèi)層或上皮細(xì)胞中的干細(xì)胞上。他們不僅發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞確實(shí)具有ANS神經(jīng)遞質(zhì)的受體，而且神經(jīng)遞質(zhì)也改變了細(xì)胞的行為 - 這正是他們期望看到的直接關(guān)系。

“我們知道ANS的神經(jīng)緊密接觸腸上皮細(xì)胞，包括干細(xì)胞，但我們不知道神經(jīng)遞質(zhì)是否能夠與干細(xì)胞結(jié)合。當(dāng)我們分離干細(xì)胞并發(fā)現(xiàn)那里實(shí)際上是ANS 神經(jīng)遞質(zhì)受體，我們發(fā)現(xiàn)缺少一塊，“戴維斯說。

為了證明干細(xì)胞行為因ANS刺激而發(fā)生變化，研究人員在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)腸上皮細(xì)胞并將其暴露于高水平的兩種神經(jīng)遞質(zhì)，即去甲腎上腺素和乙酰膽堿。去甲腎上腺素是交感神經(jīng)系統(tǒng)的主要神經(jīng)遞質(zhì)，或ANS的“戰(zhàn)斗或逃跑”分支，而乙酰膽堿由副交感神經(jīng)系統(tǒng)或“休息和消化”分支產(chǎn)生。

“當(dāng)我們模擬這兩種系統(tǒng)的激活時(shí)，我們看到干細(xì)胞增殖減少，”Dailey說。

她建議，當(dāng)戰(zhàn)斗或飛行系統(tǒng)處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，身體可能會(huì)避免將能量投入到制造新細(xì)胞中。相反，她認(rèn)為，需要能量才能快速逃離。休息和消化的高峰時(shí)刻也許不是制造新細(xì)胞的最佳時(shí)機(jī)，因?yàn)楫?dāng)食物進(jìn)入時(shí)，與消化有關(guān)的細(xì)胞過程會(huì)產(chǎn)生可以破壞新細(xì)胞的自由基。

雖然研究的重點(diǎn)是腸上皮細(xì)胞，但Davis和Dailey懷疑ANS也直接控制著身體其他部位的干細(xì)胞增殖。事實(shí)上，他們最近發(fā)表了另一篇發(fā)表在“ 美國(guó)生理學(xué)雜志”上的論文，利用其他研究的多個(gè)線索，為更廣泛的現(xiàn)象提供了理由。

戴維斯說：“在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，人們并不認(rèn)為ANS是華而不實(shí)或令人興奮的，但是這些神經(jīng)正在到達(dá)身體中的許多細(xì)胞，包括干細(xì)胞。” “ 如果他們沒有做任何事情，為什么這些神經(jīng)會(huì)與干細(xì)胞溝通呢?如果有這么大的，令人興奮的想法我們可以利用神經(jīng)系統(tǒng)來控制干細(xì)胞呢?”

Dailey補(bǔ)充道，“ANS不受自身控制 - 它由大腦和中樞神經(jīng)系統(tǒng)控制。我們認(rèn)為大腦通過ANS控制所有這些組織的再生。但這會(huì)帶來更大的圖景。例如，在嚴(yán)重抑郁癥或創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙下，你會(huì)看到一些器官的退化。通過ANS降低器官的再生能力可能會(huì)產(chǎn)生某種與壓力有關(guān)的影響。根據(jù)我們的研究結(jié)果，看起來可能存在直接影響。“