客观日本

熊本大学和庆应大学成功分离和培养裸鼹鼠神经干细胞,具有增殖慢耐DNA损伤等特点

2021年12月07日 生物医药

熊本大学研究生院医学教育部的研究生山村祐纪、该校研究生院生命科学研究部衰老与健康长寿学讲座的助教河村佳见及副教授三浦恭子等人组成的研究团队,与庆应义塾大学医学部先端医科学研究所基因控制研究部门的访问研究员大西伸幸和佐谷秀行教授合作,全球首次从裸鼹鼠的大脑中成功分离和培养出了神经干细胞。

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以长寿而闻名的裸鼹鼠成鼠,甚至有能存活37年以上的个体

神经干细胞通过供应神经元等细胞来支撑中枢神经系统的恒常性,神经干细胞的耗竭和功能异常是导致大脑衰老和癌症的原因之一。人们发现裸鼹鼠不易衰老和产生癌症,是最长寿命已超过37年的最长寿啮齿动物,其干细胞存在不易耗竭或发生功能障碍的可能性。

研究团队从裸鼹鼠新生儿脑室下区分离出了神经干细胞和神经祖细胞(神经干/祖细胞),确立了悬浮培养和贴壁培养的培养条件。通过对培养的细胞进行免疫荧光染色,证实了SOX2等神经干细胞标志物的表达。此外,还通过对该细胞进行分化诱导,发现产生了神经元细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞,说明分离培养的细胞维持了作为神经干细胞基本要求的状态。

此外,研究团队还在相同的培养条件下,比较了以相同方法分离出来的小鼠神经干/祖细胞和裸鼹鼠神经干/祖细胞的增殖情况。发现裸鼹鼠神经干/祖细胞的倍增时间比小鼠长约1.5倍,并且处于细胞周期G0期(细胞分裂停止期)和G1期(细胞分裂准备期)的细胞比例较高。

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从裸鼹鼠大脑中分离出来培养的神经干细胞

研究团队还向裸鼹鼠和小鼠的神经干/祖细胞照射γ射线,比较了DNA损伤反应。结果显示,裸鼹鼠神经干/祖细胞的DNA双链断裂标志物γH2AX的信号强度比小鼠低,裸鼹鼠的损伤部位较小鼠聚集了更多的DNA损伤修复标志物53BP1和pATM。另外,与小鼠不同,裸鼹鼠神经干/祖细胞在照射γ射线24小时后几乎没有出现细胞死亡增加的状况。裸鼹鼠神经干细胞的这些特征可能帮助裸鼹鼠在长达30多年的寿命中维持了大脑的恒常性。

三浦副教授表示:“研究明确了裸鼹鼠的神经干细胞增殖缓慢,并且对DNA损伤具有较强的耐性。可能是这些特征防止了与衰老相关的神经发生下降和干细胞癌变,从而有助于裸鼹鼠的长寿和抗癌。今后如果能更详细地分析产生这些特征的分子机制,并将其应用于人类,未来将有助于人类预防大脑衰老和癌症的发生。”

【名词解释】
■星形胶质细胞:构成中枢神经系统的胶质细胞之一,负责为神经元提供营养和结构支撑等。
■少突胶质细胞:构成中枢神经系统的胶质细胞之一。负责形成覆盖神经元轴突部分的髓鞘等。

原文:《科学新闻》
翻译编辑:JST客观日本编辑部