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科学家发现脑细胞如何应对营养不足并从中恢复

众所周知,食物对于大脑和身体的健康发展至关重要,特别是在生命的最初阶段。但是,人们对营养如何影响大脑早期生长的确切方式还不甚了解,尤其是在细胞水平上。

缺乏了解的一个原因仅仅是在动物出生之前研究它们的困难。但是,在一项涉及entirely的研究中,t完全在母亲的子宫外发育,Scripps Research的科学家得以发掘出有关脑细胞如何应对营养不足并从中恢复的新发现。

使用t,我们可以研究通常无法进入的大脑发育的早期阶段。这项研究首次向我们展示了脊椎动物中神经干细胞中营养应答性细胞分裂所必需的细胞信号通路。这些发现可能会导致启动和停止大脑细胞生长的新方法。”

该研究发表在《发展》杂志上,具有多种潜在应用,包括改善人类的产前保健。McKeown说,这些发现还将有助于实验室中有关神经干细胞在脑损伤恢复中的作用的持续研究。

通常,在非洲爪蟾t和大多数动物中,被称为“神经祖细胞”的干细胞会在发育的早期阶段繁盛。这些细胞最终成熟为神经元,即控制者思想和行动的大脑细胞类型。

在先前的研究中,McKeown和Cline发现,当food被剥夺食物时,它们的神经祖细胞停止分裂,它们的身体生长下降,但这些动物仍然活着,而且其行为似乎正常。出乎意料的是,如果t能够在大约九天之内获得食物,大脑中的神经祖细胞就会再次分裂,并且caught会恢复到如果总是有食物就可以达到的生长状态。

生死问题吸引了麦基恩的注意:是什么触发了神经祖细胞再次分裂?以及它是如何工作的?在这项新研究中,她和克莱恩(Cline)确定了这种发育反应背后的细胞机制。

我们知道许多这些基本的细胞事件在动物物种中都是保守的,因此哺乳动物物种也可能具有这种对产前营养剥夺的适应能力,” McKeown说。

一旦研究人员发现早期的大脑发育可以在没有食物的情况下反弹,那么他们想了解在细胞水平上发生了什么,告诉神经祖细胞停止分裂并重新开始。他们将其追溯到众所周知的信号通路,称为mTOR(“雷帕霉素的哺乳动物靶标”的缩写),它是细胞代谢,生长,增殖和存活的主要调节剂。

有趣的是,即使不给the提供任何食物,他们的大脑也可以通过激活位于神经元祖细胞表面的胰岛素受体而重新进入生长模式。胰岛素是一种激素,它可使细胞利用食物中的糖作为能量,并激活mTOR信号传导。能够绕过细胞水平上对食物的需求可以促进营养不良的医学疗法。

通过随着时间的推移仔细跟踪神经祖细胞,McKeown还发现一旦营养信号到达,它们就会分裂。这意味着当细胞正处于分裂的边缘时,它们已经停止了它们的进程。这通常是在压力下的细胞中看到的,显然饥饿是一种压力。

McKeown说:“研究of对环境不确定性做出反应的能力有助于增进我们对控制大脑发育的保守细胞事件的理解。”

“食物会影响脑细胞分裂的现象已经为人所知,但没有人更深入地研究食物是如何产生这种作用的,”哈恩神经科学教授,拉荷亚神经科学系主任克莱恩补充说。“我们认为这些知识将有助于理解缺乏孕产妇营养的问题,以及对此类事件做出迅速反应的重要性。

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