神經干細胞再生機制揭示 細胞“形狀”靈活性對腦發(fā)育至關重要

科技日報東京1月15日電 (記者陳超)日本理化學研究所一個研究小組最新研究發(fā)現(xiàn)，哺乳動物的大腦在形成時，神經干細胞可以靈活地再生“形狀”。這一機制的發(fā)現(xiàn)，揭示了細胞不為人知的行為。

動物大腦發(fā)育過程中，產生神經細胞(神經元)和膠質細胞的神經干細胞稱為“放射狀膠質”。放射狀膠質是一種細長柱狀的細胞，有兩個從細胞核上下延伸的突起，具有頂端和基底的細胞極性。多個放射狀神經膠質附著在每個頂端，形成像上皮細胞的片狀結構。這種片狀結構是大腦發(fā)育的基本結構。

放射狀神經膠質根據(jù)細胞周期沿著頂端—基底軸上下移動細胞核，在頂端一側進行細胞分裂。腦發(fā)育時，放射狀膠質通過“對稱分裂”的自我復制來增加數(shù)量(增殖期)，然后通過“非對稱分裂”形成放射狀神經膠質和分化細胞。非對稱分裂中，首先會產生各種各樣的神經細胞(神經產生期)，之后會產生輔佐神經細胞工作的膠質細胞(膠質產生期)，形成復雜的大腦。

此次，研究小組利用多光子顯微鏡，清晰地捕捉到了小鼠胎兒腦組織中存在的神經干細胞的形狀變化，發(fā)現(xiàn)神經干細胞能靈活地再生柱狀形態(tài)。在早期腦發(fā)育(增殖)期間神經干細胞分裂時，即使柱狀結構被破壞，這種再生能力也能保持腦組織的細胞排列；在腦發(fā)育后期(神經產生階段)，柱狀結構被破壞的神經干細胞逐漸積累，在腦組織中出現(xiàn)了其他的神經干細胞層。研究小組還發(fā)現(xiàn)，這個新的干細胞層的出現(xiàn)導致了像人那樣有很大褶皺的腦形成。

研究成果在線發(fā)表于近期的《自然細胞生物學》上。