在成人脑组织中,特定的神经干细胞定植于被称为"神经干细胞龛"的专门微环境中,并保持未分化状态。明确这种干细胞龛的特性,以及神经干细胞应对病理性脑损伤的机制是目前研究的重点。此外,有关神经干细胞参与神经再生的研究有助于开发治疗策略,完善脑损伤修复机制。
脑室下区,即"神经干细胞龛",是中枢神经系统(CNS)的一个特殊微环境,它为维持神经干细胞行为提供了关键元素。大多数静止的神经干细胞保持着独特的针轮结构,分布于脑室下区。除了细胞实体外,脑室下区还包括丰富的血管网络和细胞外基质成分(ECM)。成人脑室下区的干细胞龛包含2个关键区域,即顶部和基底部。顶部与脑室壁相邻,分布着静止的神经干细胞;而基底区则包含一个血管网络,分布着激活状态的有丝分裂的神经干细胞。
探究神经干细胞行为的基本特性,对于开发促进脑损伤再生的手段非常重要。以往有关干细胞的研究发现,解聚素样金属蛋白酶10(ADAM10)是调节干细胞特性的核心。虽有明确的证据表明ADAM10能维持神经干细胞的特性和微环境,但其调节神经干细胞在微环境中定位的作用尚不清楚。ADAM10作用于Rap1信号的上游,通过裂解顶端干细胞标记物连接黏附分子(JAMC)而激活Rap1信号,而抑制ADAM10能够减少JAMC的裂解水平从而降低Rap1Gap的活性。
近期,石溪大学文艺复兴医学院的StellaE.Tsirka等研究发现ADAM10在神经干细胞与室壁的结合中是必不可少的,并通过这种与顶部区域的黏附来调节神经干细胞从静止和未分化的状态切换到积极增殖和分化的细胞状态。ADAM10对连接黏附分子(JAMC)的处理增加了Rap1GAP的活性,这一分子机制能够促进神经干细胞从顶部区域到基底区的迁移和随后的谱系进程。探究调控NSCs正确定位于脑室下区干细胞龛及其谱系进程的分子机制,可为开发提高神经组织再生性能的药物提供新的靶点。
ADAM10通过裂解JAMC增加RAP1GAP活性,进而加速神经干细胞周期并促进其在脑室下区干细胞龛中从顶部区向基底区迁移
该研究成果发表于《中国神经再生研究(英文版)》杂志年11期。
基金资助:NIH基金(R01RMH,T32GM)
文章解读
明确成人脑室下区神经干细胞的谱系进程调控机制对于促进神经干细胞修复脑损伤至关重要。解聚素金属蛋白酶10能够加速神经干细胞周期,促进其从顶部区域向基底区迁移,有望为开发神经损伤修复疗法提供新的靶点。
审校:医院创伤与显微骨科在读博士,王正
?引用本文:McMillanN,KirschenGW,DesaiS,XiaE,TsirkaSE,AguirreA()ADAM10facilitatesrapidneuralstemcellcyclingandproperpositioningwithinthesubventricularzonenicheviaJAMC/RAP1Gapsignaling.NeuralRegenRes17(11):-.
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