渥太华大学的一位神经科学家领导了一个加拿大的研究团队，揭示了关于神经干细胞（NSCs）激活动态的重要新见解。这些干细胞负责构建我们的中枢神经系统并进行自我更新。
由渥太华大学的Armen Saghatelyan博士领导的合作团队旨在阐明神经干细胞如何整合来自大脑中不同类型细胞的多种信号，以及它们如何解码这些信号。
这些问题非常重要，因为NSCs对其细胞环境中信号的反应决定了它们是保持在非分裂状态即“静止”状态，还是被激活以生长和分裂，从而生成新的神经元和胶质细胞。
这些发现发表在《Cell Stem Cell》上，对于研究成人神经系统疾病和衰老的科学家们来说无疑具有深远的意义。在神经景观中，从休眠状态唤醒NSCs，使它们能够保存资源和能量，是神经再生和脑损伤修复的关键。
“这些数据使我们更好地理解如何激活NSCs以生成更多的神经元和胶质细胞，从而对抗不同的神经系统疾病和衰老。我们目前正在研究NSCs对其中一些条件的反应。”Saghatelyan博士说，他是加拿大产后神经发生研究主席，也是这篇新论文的资深作者。
一个新见解集中在干细胞如何围绕其后代——称为“子代”细胞——这些细胞是在母细胞分裂后产生的遗传相同的细胞。
研究团队发现，神经干细胞实际上一直在接收来自其活跃子代细胞的持续反馈。Saghatelyan博士将这种关系比作“父母-子女”关系，在这种关系中，父母密切关注孩子的反馈。
“许多父母会对此感同身受，因为父母喜欢从孩子那里获得消息或反馈。根据这些反馈，父母要么安心一切顺利，要么采取行动。”他将这种动态与细胞的静止或激活状态进行了比较。
揭示这一隐藏机制是一个重大发现，因为它为理解人脑中的这种细胞关系提供了一个全新的框架。
“直到现在，人们认为NSCs只产生后代，而它们之间没有互动。”Saghatelyan博士说。
“但我们的工作挑战了这一观点，表明NSCs与其后代之间存在紧密的结构-功能互动，而且后代的数量或后代-NSCs互动的效率决定了神经干细胞是保持静止还是被激活以生成神经元和胶质细胞。”
简而言之，研究团队发现，较少数量的子代细胞会导致神经干细胞的激活，而大量后代则使其保持在成年大脑中的典型静止状态。
此外，这项新研究还推进了我们对NSCs如何在时间和空间上整合和解码多种信号的理解。Saghatelyan博士说，这项研究首次揭示了“NSCs中的钙信号传导允许整合和解码所有这些信号”。
这些关于NSCs如何解码信号及其激活如何触发的新窗口提供了强大的潜力，可以为未来的治疗人类神经发育障碍提供信息。事实上，推进这一潜力是研究合作者下一步要探索的问题，他们将继续探讨这项工作提出的问题。
“我们现在正在探索NSCs与其微环境中不同类型细胞的相互作用在不同生理和病理条件下以及健康衰老中的影响。”Saghatelyan博士说，他的医学院研究实验室专注于生成新的知识，以帮助促进神经再生。
这项研究始于拉瓦尔大学，Saghatelyan博士的实验室在那里一直工作到2022年。随后在渥太华大学医学院进行，那里先进的双光子成像系统使得评估神经干细胞的功能活动成为可能。
单细胞测序和空间转录组学由多伦多大学和不列颠哥伦比亚大学的合作者完成。机器学习合作由拉瓦尔大学完成。
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