上调核纤层蛋白B1表达让衰老的神经干细胞返老还童

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-随着人们年龄的增长,他们的神经干细胞失去了增殖和生产新神经元的能力,从而导致记忆功能下降。如今,在一项新的研究中,来自瑞士苏黎世大学的研究人员发现了一种与神经干细胞老化有关的机制,以及如何重新激活神经元的产生。相关研究结果于2021年2月24日在线发表在Cell Stem Cell期刊上,论文标题为“Declining lamin B1 expression mediates age-dependent decreases of hippocampal stem cell activity”。


图片来自Cell Stem Cell, 2021, doi:10.1016/j.stem.2021.01.015。

我们大脑中的神经干细胞在整个生命中产生新的神经元,例如在海马体中。大脑的这个区域对一系列记忆过程起着关键作用。随着年龄的增长,以及在阿尔茨海默病患者中,海马体产生新神经元的能力稳步下降—它的记忆功能也随之下降。

年龄依赖性细胞损伤的分布

在这项新的研究中,苏黎世大学大脑研究所的Sebastian Jessberger教授及其研究团队展示了新的神经元形成如何随着年龄的增长而受损。神经干细胞的细胞核中的蛋白结构确保随着时间积累的有害蛋白在细胞分裂时不均匀地分布到两个子细胞上。这似乎是这些干细胞能够长期增殖以维持神经元供应的重要部分。然而,随着年龄的增长,核蛋白的数量发生变化,导致有害蛋白在两个子细胞之间的分配出现缺陷。这导致老年小鼠大脑中新生成的神经元数量减少。

这一过程中的核心元素是一种名为核纤层蛋白B1(lamin B1)的核蛋白,其水平会随着人的年龄增长而降低。当这些作者在衰老小鼠的实验中增加核纤层蛋白B1的水平时,神经干细胞分裂得到改善,新的神经元的数量也在增加。论文第一作者、苏黎世大学大脑研究所博士生Khadeesh bin Imtiaz说,“随着年龄的增长,全身的干细胞会逐渐失去增殖能力。利用基因工程和前沿的显微镜技术,我们能够鉴定一种与这一过程相关的机制。”

阻止神经干细胞的老化过程

这项研究是几个正在进行的项目的一部分,旨在重新激活老化的干细胞。随着年龄的增长,受损组织的再生能力普遍下降,从而影响到体内几乎所有类型的干细胞

Jessberger说,“虽然我们的研究仅限于大脑中的神经干细胞,但当涉及到其他干细胞的老化过程时,类似的机制很可能会发挥关键作用。”

这些最新发现是探索干细胞行为中年龄依赖性变化的重要一步。Jessberger说,“我们如今知道我们我们可以重新激活大脑中老化的神经干细胞。我们希望这些发现有朝一日能帮助提高神经发生的水平,比如在老年人或患有退化性疾病(如阿尔茨海默病)的人中。即使这可能仍是许多年以后的事。

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