研究人员发现制造脑细胞的细胞分裂机制

俄勒冈大学（UO）对果蝇的高分辨率成像，捕捉到了干细胞用来制造神经元的机械运动，这些细胞是大脑必要的组成部分。

Credit: University of Oregon

这些运动协调细胞分裂和分化，新生细胞在那里变成。神经元。分化对于在复杂的生物体中建立大脑回路是必不可少的。教授肯·普雷霍达(KenPrehoda)说，Prehoda是这个项目的首席研究员。

果蝇的大脑大约有10万个神经元，而人类的大脑却有500亿多个神经元。果蝇的发育研究往往导致人类医学的进步。

Prehoda说，这一发现表明，这个机械过程对于理解大脑的发育以及潜在的损伤后再生神经元的连接是至关重要的。

Prehoda说：“我们发现，让这么多发育中脑神经元的干细胞，和真正的机器相比，在生产每一个神经元时都会经历一个机械循环。”

在这个项目中，UO分子生物学研究所的博士后研究员Bryce LaFoya利用旋转圆盘共聚焦显微镜对果蝇的干细胞膜进行了荧光标记的检测。揭示了膜动力学神经干细胞它们的后代具有高分辨率，显示出每个神经元产生的机械周期。

Prehoda说，为了制造神经元，神经干细胞必须将特殊的分子--称为命运决定因素的蛋白质--放入两个子代中的一个。细胞这是分裂的结果。这是如何做到这一点是不清楚的，尽管许多以前的物理相互作用的研究，其中涉及命运的决定因素。

2019年发表在《电子生活》期刊上的一份研究报告中，Prehoda和KrystalOon报告说蛋白质会沿着膜运动，但驱动这种运动的原因是什么，还不清楚。

LaFoya说：“细胞内部的机械力量隔离了在分裂后负责细胞识别的部件。”“在细胞分裂成两部分后，由于这些力，一个细胞将保持为干细胞，而另一个细胞将继续成为一个神经元。”

Prehoda补充说，图像中显示的细胞尺度的机械力是如此强大，以至于周围的细胞膜在恢复正常之前变得高度扭曲。他说，从头到尾了解这个过程可能会对再生疗法产生影响。

LaFoya和Prehoda在他们的结论中写道：“我们的结果表明，干细胞用来制造神经元的过程，神经母细胞膜在起始和维持过程中起着重要的作用。”

更多内容：Bryce LaFoya et al, Actin-dependent membrane polarization reveals the mechanical nature of the neuroblast polarity cycle, Cell Reports (2021). DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109146