生长脑：在小鼠干细胞中鉴定的两步控制机制

科学家们已经确定了未分化的干细胞的发育转变为健康脑细胞的两种不同的控制机制。使用小鼠的这种基本研究可以在未来为神经变性疾病和脊髓损伤提供再生医学治疗。

当胚胎发育，茎干细胞区分成人需要的所有类型的细胞。神经干细胞首先区分神经元，或神经细胞，然后进入星形胶质细胞 - 支持细胞脑。神经干细胞失去其潜力，以产生神经元作为胚胎成熟。

东京大学的Yukiko Gotoh教授领导了科学家团队，他们确定了神经干细胞如何失去产生神经元的潜力的表观遗传控制机制。

“这是一种用于再生药物的悖论，即神经干细胞产生较少的细胞，因为它们分化为额外的细胞类型。我们想种植特定的细胞类型和批次，”GOTOH说。

所有体细胞都具有相同的DNA，但不同的基因被打开或关闭以制造不同的细胞类型。理解大脑发育研究人员研究了如何称为Polycomb抑制复合物1（PRC1）的蛋白质如何控制神经干细胞内与神经元功能相关的基因的表达。早期的结果揭示了PRC1调节干细胞中的基因表达，但不是如何以及何时的细节。

它们从母小鼠内部成长的小鼠胚胎的大脑收集了神经干细胞，直到胚胎发育期的中点，或在概念后11天。然后，研究人员将细胞分成两组，在两组外生长在身体外部不同的时期：一组直到它达到神经发育的早期阶段，当形成神经元时，当细胞变成星形胶质细胞时直到晚期。

“神经干细胞必须跟踪自己的日历。即使在身体外部生长，它们通常会分化为神经元，然后进入星形胶质细胞，”GOTOH。

研究人员发现，通过在脑发育的早期阶段添加遍兴蛋白的活性来压制与神经元功能相关的基因，其中神经干细胞产生神经元。然后，在脑部发展的后期阶段干细胞切换到生产星形胶质细胞，不需要泛素添加活性。PRC1在晚期的这些基因中变成簇（聚合物）。

PRC1在早期阶段暂时抑制与神经元功能相关的基因，但在晚期永久阶段大脑发展。

了解两个不同的脑部发展阶段的不同控制机制可能为研究人员提供了新工具来操纵神经干细胞。结果还可以帮助制定改变细胞类型的方法：例如，收集成年患者的星形胶质细胞并将这些细胞转化为新的神经元。

了解大脑如何发展不同的细胞类型，有助于研究人员想象如何在那些细胞受损时设计如何设计用于神经变性病症的治疗，例如阿尔茨海默病，帕金森病和肌萎缩的外侧硬化症（ALS或Lou Gehrig的疾病）。科学家们还可以使用相同的信息来治疗身体其他地方的神经元损伤，包括脊髓损伤和其他疾病。