与人类相比，斑马鱼具有出色的再生能力：如果脑细胞因疾病或损伤而丢失，它们很容易从所谓的祖细胞中再生。德国神经退行性疾病中心(DZNE)和德累斯顿理工大学(TUD)的研究人员用复杂的方法详细描述了这些祖细胞，并确定它们由八个不同的亚组组成。在淀粉样蛋白积累的鱼类模型中(阿尔茨海默病的一个迹象)，只有其中一些群体增加了增殖以恢复丢失的细胞。表征这些祖细胞增殖能力的分子基础将有助于识别治疗人类阿尔茨海默病的新候选靶分子。这项研究发表在《细胞报告》上。
阿尔茨海默病的特征是大脑中有毒蛋白质沉积的积累，即所谓的淀粉样蛋白聚集，从而导致神经元死亡。“大多数关于阿尔茨海默病的研究都集中在试图预防神经元死亡上，”德累斯顿DZNE的亥姆霍兹青年调查小组组长、TUD再生治疗中心(CRTD)的研究员和主要作者卡汉基齐尔说。研究。"我们已经看到了另一种尝试诱导丢失细胞再生的方法."
这是一项具有挑战性的任务，因为人脑的再生特性相当有限。成人大脑中有一些产生新细胞的神经干细胞，但它们只存在于两个受限区域，只产生少数神经元。相比之下，斑马鱼很容易再生失去的脑组织。
“斑马鱼和哺乳动物在进化上是有亲缘关系的。因此，我们认为哺乳动物的再生能力是下意识存在的，是可以释放的，”基齐尔说。“我们可以从研究斑马鱼的分子途径和细胞相互作用中学习，并利用这些知识更好地了解如何促进小鼠和人类的再生。”
在这项研究中，研究人员使用“单细胞测序”(一种评估单个细胞中所有激活基因的复杂方法)以前所未有的细节来表征斑马鱼大脑中的细胞。基齐尔和他的同事确定了八个不同的祖先群体。当他们用阿尔茨海默病特有的淀粉样聚集体攻击大脑时，其中一些(但不是全部)增加了增殖并产生了新细胞。
此外，研究人员阐明了每个细胞群的分子程序是如何随着淀粉样蛋白的变化而变化的。这些数据现在可以用来识别在淀粉样蛋白积累的鱼类模型中触发再生的候选基因。为了证明这一原理，研究小组选择了这样一种候选物，一种叫做成纤维细胞生长因子8的信号分子，并表明它可以诱导祖细胞和干细胞群的增殖，这些祖细胞和干细胞群也对淀粉样蛋白有反应。
现在，研究人员已经确定了斑马鱼淀粉样蛋白增殖的细胞群和触发这种反应的分子途径。他们可以将这些数据应用于老鼠和人类。这些新发现的斑马鱼祖先的哺乳动物等价物是什么？扣动正确的扳机能诱导它们增殖吗？“我们将首先使用鼠标作为模型系统来解决这些问题，”基齐尔说。“但最终，我们希望我们的研究能够发现利用再生作为人类阿尔茨海默病新疗法的策略。”
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