
根據最近的一項研究,在人腦中已經發現了一種新型的干細胞,這種干細胞可能導致人類大腦的發展。
這些細胞有助於形成新皮層或大腦的外層。儘管其他動物具有新皮層,但人類和非人類靈長類動物中的動物卻更加擴展,被認為具有獨特的人類能力,例如語言和意識。
加利福尼亞大學舊金山分校的神經科學家阿諾德·克里格斯坦(Arnold Kriegstein)說,儘管新發現的干細胞可能存在於其他動物,包括貓和狗,但這些幹細胞可能有更多,並且這些幹細胞在美國更為活躍。
由於神經乾細胞發展成神經元,這種差異會導致人的大腦發展為更多的腦細胞(並且更大的大腦克里格斯坦說,與其他動物相比。
但是,大鼠和小鼠的大腦沒有配備這些新的干細胞,因此發現進一步強調,應謹慎研究對囓齒動物的大腦研究。克里格斯坦說,諸如自閉症,精神分裂症,學習障礙和阿爾茨海默氏症的疾病都影響了新皮層,並且在小鼠中都對其進行了研究。
Kriegstein說:“在大腦的這一特定部分,新皮層,因為它與小鼠的不同之處在於,我認為如果我們能夠正確研究[這些腦部疾病],我們需要了解差異。”克里格斯坦告訴《生命科學》:“問題是,一個模型是自閉症,癡呆症或學習障礙的鼠標模型,我認為可能不是一個很好的模型。”
結果發表在3月25日的《自然》雜誌上。
巧妙的干細胞
幹細胞是特殊的細胞類型,可以無限期地更新自己,並且還具有形成體內多種細胞的能力。
一些幹細胞他們可以形成哪種細胞類型的限制更為限制。克里格斯坦說,例如,神經乾細胞只能繼續形成神經元。
在胎兒發育中的大腦中,被稱為徑向神經膠質細胞的干細胞形成前體細胞,最終成為新皮層的神經元。但是這些細胞首先彈出在一個稱為室內區域的大腦區域,然後再沉降到新皮層。
人類和囓齒動物都有一個下室區。但是,與囓齒動物不同,人類和其他靈長類動物具有該區域的擴展區域,稱為外室外區域。科學家懷疑該地區也有乾細胞,但以前沒有發現。
胎兒如何獲得腦細胞
Kriegstein和他的同事使用最新的生物技術來標記和跟踪細胞,隨著時間的流逝胎兒腦組織捐贈了研究。他們能夠使用乾細胞獨有的特定標記識別外室外區域中的干細胞。克里格斯坦說,他們還能夠檢查這些細胞的行為,包括它們如何分裂。
克里格斯坦說,他們看到這些新的干細胞類似於徑向神經膠質細胞,但分裂的方式有所不同。具體來說,他們接受了科學家以前從未見過的獨特運動。
克里格斯坦解釋說:“我們並不完全理解運動的重要性,但它們是這些類型細胞的非常獨特和特徵。”
未來的研究將研究這些新的腦室下區域中的這些新幹細胞如何與腦室下區域中更原始的徑向神經膠質細胞一起工作以產生新皮層。克里格斯坦說,這兩個細胞都可能最終進入新皮層的同一層,並相互作用以使大腦更加複雜。
克里格斯坦說:“人類新皮層中可能有細胞類型的鑲嵌物,其中有一些細胞起源於傳統區域,而在較新區域中產生的細胞在皮質中互化。”他說:“靈長類動物新皮層的複雜性可能會通過進化上講的'較年輕'神經元與起源於更原始區域的神經元的相互作用顯著提高。”
該研究由加利福尼亞再生醫學研究所和伯納德·奧斯赫基金會(Bernard Osher Foundation)的贈款資助。
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