恢復活力的腦干細胞可能是未來MS治療的關鍵
科學家已經(jīng)找到了一種方法,使老鼠的腦干細胞更年輕。這一發(fā)現(xiàn)可以改善治療衰老相關疾病的治療方法,這些疾病可以降解大腦和神經(jīng)系統(tǒng)。
研究人員設法使干細胞恢復活力,更接近更有效的MS治療方法。
該研究涉及少突膠質(zhì)細胞祖細胞(OPCs),它是一種干細胞或未成熟細胞。OPCs對于大腦和其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)的健康運作至關重要。
OPCs成熟或分化成少突膠質(zhì)細胞,少突膠質(zhì)細胞是產(chǎn)生圍繞神經(jīng)纖維的髓鞘并保留它們攜帶的電信號的細胞。
髓鞘的破壞是多發(fā)性硬化癥(MS)的一個顯著特征,與OPC相關的衰老相關變化有助于該過程。衰老還可以減少健康個體的OPC功能。
英國劍橋大學的研究人員發(fā)現(xiàn),老化大腦中僵硬度的增加會損害OPCs的功能。
當他們將老年大鼠的OPCs移植到年輕大鼠的大腦中時,老化的OPCs開始像年輕的OPCs一樣起作用。
干細胞壁龕的硬化
該團隊最終確定OPCs中功能的喪失是由于他們的微環(huán)境或干細胞“利基”中發(fā)生的事情。
“我們在這里展示,”作者在最近的一篇Nature論文中寫道,“OPC微環(huán)境隨著年齡的增長而變硬,這種機械變化足以引起與年齡相關的OPCs功能喪失。”
一項研究綜述表明,工程干細胞可能是替代帕金森病中受損腦細胞的一種方法。
現(xiàn)在讀
似乎干細胞生態(tài)位反映了它發(fā)送給駐留在其中的OPCs的“化學和機械信號”中與衰老相關的變化。
一旦移植的老年OPCs感覺到他們處于一個更年輕,更柔軟的環(huán)境中,他們開始表現(xiàn)得更像有活力的年輕OPCs。
為了更詳細地探索正在發(fā)生的事情,該團隊進行了一些實驗室實驗,使用OPCs和“生物和合成支架來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,當他們在軟質(zhì)材料支架上生長老化OPCs時,他們開始表現(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)合高級研究作者Kevin J. Chalut博士說,“看到當我們年輕的時候,在硬質(zhì)材料上運作的腦干細胞,細胞功能失調(diào),失去了再生的能力,并且事實開始像老年細胞一樣起作用。“
Chalut博士在劍橋大學物理系和干細胞研究所工作。
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,以及“它們?nèi)绾伍_始像年輕細胞一樣起作用 - 換句話說,它們被重新煥發(fā)活力。”
“這表明了在這個重要的干細胞系統(tǒng)中推翻與年齡相關的功能喪失的新方法,”他補充道。
進一步的研究使Chalut博士及其同事們專注于一種名為Piezo1的“機械響應離子通道”,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。
當他們測試缺乏Piezo1的老化OPCs的反應時,研究人員發(fā)現(xiàn)干細胞表現(xiàn)得像年輕的OPCs,即使他們在較硬的腳手架材料上生長。
他們還發(fā)現(xiàn),在老年大鼠的大腦中刪除OPCs中的Piezo1導致干細胞表現(xiàn)得像他們年輕時一樣。細胞恢復了正常的再生能力。
MS Society是英國英格蘭和威爾士的注冊慈善機構,為該研究提供部分資助。他們的研究主任Susan Kohlhaas博士說,這些研究結果“對MS的治療具有重要意義”。
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