深圳子科生物報(bào)道：在1978年，Schofield首次提出干細(xì)胞的微環(huán)境定義，并發(fā)現(xiàn)局部微環(huán)境對(duì)造血干細(xì)胞干性的維持是必要的。從此，越來(lái)越多的研究定義了各種組織的干細(xì)胞微環(huán)境。然而，干細(xì)胞本身是否能作為微環(huán)境因素進(jìn)而影響其子代細(xì)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(xì)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(guò)程中，新生神經(jīng)元能夠釋放反饋抑制信號(hào)來(lái)調(diào)控神經(jīng)干細(xì)胞的增殖分化以及命運(yùn)決定。然而，神經(jīng)干細(xì)胞是否能夠調(diào)控新生神經(jīng)元的發(fā)育尚不清楚。

中國(guó)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(guò)細(xì)胞清除，反轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)的單細(xì)胞標(biāo)記以及信號(hào)通路調(diào)節(jié)等實(shí)驗(yàn)手段，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)干細(xì)胞可以持續(xù)提供Pleiotrophin (PTN) 配體促進(jìn)其子代新生神經(jīng)元發(fā)育。若沒(méi)有此前饋?zhàn)饔?，新生神?jīng)元樹(shù)突會(huì)發(fā)育異常。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，PTN主要通過(guò)作用新生神經(jīng)元上的ALK受體，從而激活A(yù)KT信號(hào)通路來(lái)促進(jìn)海馬新生神經(jīng)元的發(fā)育。

隨著年齡的衰老，神經(jīng)干細(xì)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，本研究發(fā)現(xiàn)PTN的表達(dá)水平以及其介導(dǎo)的AKT信號(hào)通路的活性都隨著年齡的增加而下降。然而，通過(guò)外援供給PTN或者激活A(yù)KT信號(hào)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(xì)胞源性PTN因子可能是導(dǎo)致認(rèn)知能力隨著衰老的增長(zhǎng)而衰退的原因之一。

該成果于2018年11月27日在線發(fā)表于神經(jīng)科學(xué)期刊Neuron上 (DOI:10.1016/j.neuron.2018.10.051)。郭偉翔組博士研究生湯常永為該論文第一作者，郭偉翔研究員為通訊作者。該研究得到了遺傳發(fā)育所吳青峰研究員在生物信息學(xué)分析以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上的幫助，以及軍事醫(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，該研究得到了中科院先導(dǎo)、國(guó)家自然科學(xué)基金委和中組部青年千人計(jì)劃的資助。

原文標(biāo)題：

Neural Stem Cells Behave as a Functional Niche for the Maturation of Newborn Neurons through the Secretion of PTN