大腦不同部位神經幹細胞的激活及譜系分化的調控機制

《大腦不同部位神經幹細胞的激活及譜系分化的調控機制》是依託同濟大學，由李思光擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：大腦不同部位神經幹細胞的激活及譜系分化的調控機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李思光
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

神經幹細胞的增殖與分化是神經發生的基礎，對於神經系統的發育、神經組織穩態的維持和損傷的修復起著重要作用。我們在前期研究中發現，小鼠大腦中存在CD133陽性神經幹細胞，這類細胞在SVZ區、第3腦室和第4腦室的室管膜區域均有分布。通過單細胞深度測序，我們發現SVZ區的CD133陽性神經幹細胞是一類異質性的細胞群體，存在靜息狀態和不同激活狀態的細胞類型。本研究擬採用我們前期構建的可追蹤CD133陽性神經幹細胞分化譜系的轉基因小鼠分析大腦不同部位CD133陽性神經幹細胞的激活和分化譜系，採用單細胞表達譜技術研究不同部位神經幹細胞靜息狀態、激活狀態和分化過程中表達譜的特徵和動態變化規律，揭示神經幹細胞靜息狀態維持與激活、向不同類型神經細胞分化的調控網路，鑑定關鍵調控因子。本項目的實施不僅對闡明神經幹細胞激活和譜系分化的調控機制具有重要作用，而且對於神經損傷的內源性修復及治療也有指導意義。

結題摘要

本項目系統分析了CD133陽性神經幹細胞在大腦中的分布規律、增殖和分化的分子機制。研究發現，大腦的室管膜區是CD133陽性神經幹細胞的集中分布區。室管膜區的神經幹細胞在腦損傷情況下被激活，分化成神經元和膠質細胞。大腦不同部位神經幹細胞向神經元的分化包括逐步分化和直接分化等多種模式。採用單細胞測序技術對神經幹細胞分化譜系示蹤小鼠大腦的ZsGreen標記細胞進行表達譜分析，明確了側腦室、第3腦室、第4腦室室管膜區神經幹細胞表達譜的分子特徵，發現大腦同一區域和不同區域的神經幹細胞都存在異質性。本項目解析了CD133陽性神經幹細胞分別向神經元譜系和膠質細胞譜系分化過程中轉錄組的動態變化規律。通過對不同部位幹細胞的比較分析，揭示了調控神經幹細胞乾性維持與激活、神經元分化、星形膠質細胞分化和少突膠質細胞分化的蛋白質-非編碼RNA分子網路，揭示了調控幹細胞激活與分化的分子機制。本項目還研究了一些重要的lncRNA在調控幹細胞乾性維持和分化過程中的作用，發現低表達CCDC144NL-AS1能夠調控人多能性幹細胞向類似原始態多能性幹細胞方向轉變。這些研究成果豐富了人們對神經幹細胞激活、增值和分化的認知，對於建立基於外源因子干預促進內源性神經幹細胞增殖和分化的神經損傷治療新技術具有重要意義。