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果蝇需要积极维持脑干细胞的静止

神经干细胞负责发育中的大脑中分化的子细胞的形成。如果不需要新细胞,干细胞可能会进入静止期,称为静止期。约翰内斯·古腾堡大学美因茨分校的生物学家现在发现,果蝇果蝇中枢神经系统的静止阶段受河马信号通路控制。果蝇是一种模式生物,可帮助遗传学家解读细胞生物学的分子基础,并揭示人类和其他脊椎动物中保守的机制。

干细胞是能够产生专门细胞类型的未分化细胞。在发育和生长阶段或再生期间,干细胞提供备用,并可以产生大量子细胞。反过来,该过程的中断会导致肿瘤形成或干细胞储库的早期耗竭。“换句话说,必须精确调节干细胞的活性,以满足生物体的需求。如果不需要生产细胞,则干细胞将保持静止状态,”遗传学研究所的克里斯蒂安·伯格博士解释说。在美因茨大学。

他的工作组现在已经能够证明果蝇神经干细胞如何保持静止期。生态位神经胶质细胞与干细胞之间的蛋白质相互作用激活了干细胞中的Hippo信号通路,从而抑制了生长和细胞分裂。Berger补充说:“需要积极地触发和维持休息阶段。”已知对人类高度保守的河马信号通路在器官大小的确定中起着至关重要的作用,例如在肝脏中,但是尚未证明其会影响中枢神经系统中的神经干细胞。

使用果蝇幼虫进行实验。在幼虫生命开始时,幼虫神经系统中的神经干细胞会自然静止。一旦幼虫摄取食物,干细胞就会被激活并开始生长。现在,基于美因茨的遗传学家团队与克里斯蒂安·伯格(Christian Berger)博士一起工作,发现如果河马信号通路失活,生长会更早开始,这意味着静止期不再能正确维持。

此外,Berger的团队还鉴定了位于神经干细胞和周围的利基神经胶质细胞上的两个表面蛋白,它们负责这些细胞之间的相互作用。当科学家从利基神经胶质细胞中去除这些表面蛋白时,干细胞开始生长并过早形成新的子代细胞。在生理发育过程中,这种作用受营养摄入的调节。当幼虫开始进食时,大约十小时后,小生神经胶质细胞上的表面蛋白屑和棘突类蛋白失活,干细胞开始生长。

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