饥饿停止脑发育,但饥饿的细胞在食物可用时跳跃增长

饥饿停止脑发育,但饥饿的细胞在食物可用时跳跃增长
在没有食物的时间后,营养诱导蝌蚪脑中神经干细胞(绿色)的广泛增殖。成熟的神经元以红色显示。信用:Scripps Research的Cline Lab

我们都知道,食物对大脑和身体的健康发展至关重要,特别是在最早的生活阶段。但是营养营养影响的早期脑增长是如何理解的,特别是在细胞层面上。

这种缺乏理解的一个原因只是在他们出生之前学习动物的难度。但在一项涉及蝌蚪的研究中,它在母亲的子宫之外发展,Scripps研究的科学家都能够解除关于如何的新发现回应 - 缺乏营养。

“与蝌蚪,我们可以看看大脑发育的早期阶段,这些脑袋通常无法进入我们,”霍利斯·克莱恩(Hollis Cline)神经科学实验室的高级员工科学家博士说,博士学位。该研究的主要作者。“这项研究显示了我们,这是第一次的细胞信号通路,是营养反应细胞分裂不可或缺的。这些发现可能导致新的起始和停止方法在大脑中。“

该研究显示在期刊中发展,具有多种潜在的应用 - 包括改进人类的产前护理。McKeown表示,调查结果也将有助于实验室的持续研究神经干细胞在脑损伤中恢复中的作用。

通常,在外交蝌蚪和大多数动物中,在早期发育的早期阶段期间称为“神经祖细胞”的干细胞。这些细胞最终成熟到神经元中,细胞类型在脑中的控制和行动。

在一个以前的研究,麦克奈和克莱尔发现,当蝌蚪被剥夺食物时,他们的神经祖细胞停止分裂,并且它们的身体生长减少,但动物仍然活着,其行为似乎正常。令人惊讶的是,如果蝌蚪能够在大约九天内进入食物,大脑中的神经祖细胞再次开始分裂,蝌蚪赶上了他们一直都是食物的生长状态。

捕获的麦克奈的注意力是生命或死亡问题:是什么引发了神经祖细胞能够再次分裂?它是如何工作的?在新的研究中,她和Cline确定了这种发展反应的细胞机制。

“我们知道大量这些基本的细胞事件在动物物种中保存,因此哺乳动物物种也可能能够对产前营养剥夺这种韧性,”麦克敦说。

一旦研究人员发现早期的大脑发育可能会在没有食物的情况下反弹后,他们想了解发生的事情告诉神经祖的祖先停止分裂并重新开始。它们将其追溯到一种称为MTOR的众所周知的信号通路(用于哺乳动物的雷帕霉素靶标“),其是细胞代谢,生长,增殖和存活的中央调节因子。

有趣的是,即使没有提供任何食物的蝌蚪,它们的大脑也可以通过激活来重新启动到生长模式中克林斯说,坐在神经元祖细胞表面。胰岛素是一种激素,其允许细胞使用来自食物的糖作为能量,并且可以激活MTOR信号传导。能够绕过蜂窝水平对食物的需求可以推进医疗疗法以获得良差的营养疗法。

通过仔细跟踪随着时间的推移,麦克敦还发现,一旦营养信号到达它们,他们就会准备划分。这意味着当他们在分裂边缘时,细胞已经停止了他们的进展。这通常可以看到在压力下,明确饥饿是一种压力。

“研究的能力麦克敦说,应对环境不确定性的帮助增加我们对控制大脑发展的保守细胞事件的理解。“

“食物影响的观察人们已经知道细胞分裂,但没有人深入研究细胞分裂的过程“在拉霍亚的神经科学系神经科学和霍恩教授添加了这种效果”。“我们设想了这种知识,在没有母体营养的情况下理解可能出现问题,以及它的重要性快速回应这样的事件。“


进一步探索

成为,或不成为神经元

更多信息:Caroline R. McKeown等,营养限制导致异种祖祖的可逆G2骤停,发展(2019)。DOI: 10.1242 / dev.178871
信息信息: 发展

所提供的Scripps研究所
引文:饥饿停止大脑发育,但饥饿的细胞跳跃增长在食物可用时(2019年10月25日)从HTTPS://medicalXpress.com/news/2019-10-tarvation-halts-brain-hungry -cell.html.
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