干细胞环境在大脑发育中的关键作用

(bob游戏医学快报)高等哺乳动物，如人类，明显比其他哺乳动物有更大的大脑。德累斯顿马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的科学家们最近发现了一种控制脑干细胞增殖的新机制。它有助于在发育过程中促进神经元的产生，从而导致大脑皮层的扩大——大脑中使我们人类能够说话、思考和做梦的部分。

来自德累斯顿的研究人员的惊人发现是:干细胞环境中的两个组成部分- - -细胞细胞外基质而且甲状腺激素-与在干细胞表面发现的一种称为整合素的蛋白质分子一起工作。这可能解释了为什么孕妇缺碘会对未出生的孩子造成灾难性的后果，影响胎儿的健康大脑发育反之，如果没有碘，就不会产生甲状腺激素。德累斯顿马克斯·普朗克研究所所长Wieland Huttner说:“我们的研究强调了这种关系，并为神经学家所说的克汀病提供了一种潜在的解释。”这种神经紊乱严重损害一个人的心智能力。

在进化的过程中，某些哺乳动物，特别是人类，已经发展出比其他动物更大的大脑，因此有更先进的认知能力。例如，老鼠的大脑比人类的大脑小1000倍左右。德累斯顿的研究人员与耶拿的弗里茨·李普曼研究所合作进行了这项研究，他们希望找出决定大脑发育的因素，并了解大脑是如何进化的。

脑干细胞的安乐窝

脑神经细胞是由被称为基础祖细胞的干细胞产生的，这种干细胞能够在人类中增殖，但不能在小鼠中增殖。在人类中，基底祖细胞被一种特殊的环境所包围，即所谓的细胞外基质(ECM)，这是由祖细胞本身产生的。它就像一张舒适的床，容纳着增殖细胞。小鼠缺乏这种ECM，这意味着它们产生的神经元更少，大脑也更小。

因此，科学家们进行了测试，看看在模拟类似的细胞环境时，基底祖细胞是否开始增殖。结果是:“我们模拟了一种细胞外基质脑干细胞使用刺激性抗体。这种抗体激活了基底祖细胞表面的整合素，从而刺激了它们的增殖。”实验负责人丹尼斯·斯坦泽尔解释道。

由于先前已知大脑正常发育需要甲状腺激素，研究人员在怀孕大鼠体内阻断了这些激素的产生，以观察它们的缺失是否会抑制胚胎中的基础祖细胞增殖。事实上，更少的祖细胞和神经元产生了，这可能解释了在缺乏甲状腺激素的情况下大脑发育异常。当这些激素对整合素的作用被阻断时，单独的ecm模拟抗体不再能够诱导基底祖细胞增殖。

因此，ECM和甲状腺激素的结合似乎是基础祖细胞增殖和产生足够的神经元以供大脑发育所必需的。人的脑干细胞自然产生合适的环境。Wieland Huttner在总结这项研究时说:“这可能就是我们人类在进化过程中进化出更大大脑的原因。”这项研究产生了另一个重要的发现:“我们能够在细胞水平上解释碘在胚胎大脑发育中的作用，”丹尼斯·斯坦泽尔说。碘是产生甲状腺激素所必需的缺碘已知对孕妇的大脑发育有不利影响。