1978年，Schofield首次提出干細胞的微環(huán)境定義，并發(fā)現(xiàn)局部微環(huán)境對造血干細胞干性的維持是必要的。從此，越來越多的研究定義了各種組織的干細胞微環(huán)境。然而，干細胞本身是否能作為微環(huán)境因素進而影響其子代細胞的發(fā)育尚未完全被揭示。在成體神經(jīng)發(fā)生微環(huán)境中，成體神經(jīng)干/前體細胞能夠終生產(chǎn)生功能性神經(jīng)元，參與學(xué)習(xí)記憶等。成體神經(jīng)發(fā)生過程中，新生神經(jīng)元能夠釋放反饋抑制信號來調(diào)控神經(jīng)干細胞的增殖分化以及命運決定。然而，神經(jīng)干細胞是否能夠調(diào)控新生神經(jīng)元的發(fā)育尚不清楚。

　　中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所郭偉翔研究組，通過細胞清除，反轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)的單細胞標(biāo)記以及信號通路調(diào)節(jié)等實驗手段，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)干細胞可以持續(xù)提供Pleiotrophin (PTN) 配體促進其子代新生神經(jīng)元發(fā)育。若沒有此前饋作用，新生神經(jīng)元樹突會發(fā)育異常。進一步研究發(fā)現(xiàn)，PTN主要通過作用新生神經(jīng)元上的ALK受體，從而激活A(yù)KT信號通路來促進海馬新生神經(jīng)元的發(fā)育。

　　隨著年齡的衰老，神經(jīng)干細胞的數(shù)量逐漸減少，并且新生神經(jīng)元也隨之呈現(xiàn)出發(fā)育的異常。更為重要的是，該研究發(fā)現(xiàn)PTN的表達水平以及其介導(dǎo)的AKT信號通路的活性都隨著年齡的增加而下降。然而，通過外援供給PTN或者激活A(yù)KT信號能夠改善衰老所導(dǎo)致的新生神經(jīng)元發(fā)育的缺陷。這一結(jié)果提示在成體神經(jīng)發(fā)生微環(huán)境中，缺乏神經(jīng)干細胞源性PTN因子可能是導(dǎo)致認知能力隨著衰老的增長而衰退的原因之一。

　　該成果于11月27日在線發(fā)表于神經(jīng)科學(xué)期刊Neuron上。郭偉翔組博士研究生湯常永為該論文第一作者，郭偉翔為通訊作者。該研究得到遺傳發(fā)育所研究員吳青峰在生物信息學(xué)分析以及實驗設(shè)計上的幫助，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院崔亞雄在腦組織切片染色上給予了很大幫助。該研究得到中科院先導(dǎo)、國家自然科學(xué)基金委和中組部青年千人計劃的資助。

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　　神經(jīng)干細胞分泌PTN促進其子代新生神經(jīng)元發(fā)育

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