科学家逆转了大鼠脑干细胞的衰老过程
今天发表在自然,揭示了随着年龄的增长,大脑僵硬度的增加是如何导致脑干细胞功能障碍的,并展示了将衰老的干细胞逆转到更年轻、更健康状态的新方法。
研究结果对我们如何理解衰老过程,以及如何开发与衰老相关的急需的治疗方法具有深远的意义大脑疾病。
随着我们身体年龄的增长,肌肉和关节会变得僵硬,使日常活动变得更加困难。这项研究表明,我们的大脑也是如此,与年龄相关的大脑硬化对脑干细胞的功能有显著影响。
Wellcome-MRC剑桥干细胞研究所(剑桥大学)的一个多学科研究团队研究了年轻和年老大鼠的大脑,以了解年龄相关的大脑硬化对少突胶质细胞祖细胞(OPCs)功能的影响。
这些细胞是一种脑干细胞,对维持正常的大脑功能和髓磷脂的再生非常重要,髓磷脂是包裹在我们神经周围的脂肪鞘,在多发性硬化症(MS)中受损。年龄对这些细胞的影响导致了多发性硬化症,但在健康人群中,它们的功能也会随着年龄的增长而下降。
为了确定老年OPCs的功能丧失是否可逆,研究人员将老年大鼠的老年OPCs移植到年轻动物柔软的海绵大脑中。值得注意的是,年老的脑细胞恢复了活力,并开始像年轻的、更有活力的细胞一样活动。
为了进一步研究这个问题,研究人员开发了新材料在实验室用不同程度的硬度,用这些在受控环境中培养和研究大鼠的脑干细胞。这些材料经过设计,对年轻人或老年人的大脑都具有类似的柔软性。
为了充分了解大脑的柔软和僵硬是如何影响细胞行为的,研究人员研究了压电-一种在大脑表面发现的蛋白质细胞表面,它会告诉细胞周围环境是软的还是硬的。
该研究的负责人之一凯文·查鲁特博士说:“当我们在坚硬的材料上培养年轻的、有功能的大鼠脑干细胞时,这些细胞变得功能紊乱,失去了再生能力,实际上开始像衰老的细胞一样发挥功能,这让我们很感兴趣。”然而,特别有趣的是,当旧的脑细胞生长在柔软的材料上时,它们开始像年轻的细胞一样工作——换句话说,它们恢复了活力。”
罗宾·富兰克林教授与查鲁特博士共同领导了这项研究,他解释说:“当我们从衰老的脑干细胞表面去除压电1时,我们能够欺骗细胞,使其感知周围的柔软环境,即使它们生长在坚硬的材料上。”“更重要的是,我们能够删除老年大鼠脑内OPCs中的压电1,这导致细胞恢复活力,再次能够承担正常的再生功能。”
MS协会的研究主任Susan Kohlhaas博士为这项研究提供了部分资金,她说:“MS是一种无情的、痛苦的、致残的疾病,迫切需要能够减缓和防止残疾积累的治疗方法。剑桥大学研究小组关于脑干的发现细胞以及如何逆转这一过程对未来的治疗具有重要意义,因为它为我们提供了一个解决与衰老和多发性硬化症相关问题的新目标,包括如何潜在地恢复大脑中失去的功能。”
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