神經元是構成我們大腦和脊髓的主要細胞，是受傷后再生最慢的細胞之一，許多神經元無法完全再生。盡管科學家在理解神經元再生方面取得了進展，但仍不清楚為什么有些神經元能夠再生而另一些神經元卻不能。
加州大學圣地亞哥分校醫(yī)學院的研究人員利用單細胞RNA測序(一種確定單個細胞中哪些基因被激活的方法)發(fā)現(xiàn)了一種新的生物標記，可用于預測神經元在受傷后是否會再生。他們在小鼠身上測試了他們的發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)該生物標志物在整個神經系統(tǒng)和不同發(fā)育階段的神經元中始終可靠。該研究于 2023 年 10 月 16 日發(fā)表在《Neuron》雜志上。
單細胞測序的力量
“單細胞測序技術正在幫助我們比以往任何時候都更詳細地了解神經元的生物學，這項研究確實證明了這種能力，”資深作者、加州大學神經科學系教授鄭濱海博士說。圣地亞哥醫(yī)學院。“我們在這里發(fā)現(xiàn)的可能只是基于單細胞數(shù)據(jù)的新一代復雜生物標記物的開始。”
研究人員重點關注皮質脊髓束的神經元，這是中樞神經系統(tǒng)的關鍵部分，有助于控制運動。受傷后，這些神經元是最不可能再生軸突的神經元之一——軸突是神經元用來相互交流的又長又薄的結構。這就是為什么大腦和脊髓損傷如此具有破壞性。
神經元(此處以紅色和黃色顯示)是受傷后再生最慢的細胞之一。在小鼠大腦的這一部分中，黃色神經元正在再生，而紅色神經元則無法再生。圖片來源：加州大學圣地亞哥分校健康科學
第一作者 Hugo Kim 博士說：“如果你的手臂或腿部受傷，這些神經可以再生，并且通?？梢酝耆謴凸δ埽袠猩窠浵到y(tǒng)的情況并非如此。”鄭實驗室的博士后研究員。“從大多數(shù)大腦和脊髓損傷中恢復是極其困難的，因為這些細胞的再生能力非常有限。一旦他們走了，他們就走了。”
識別生物標志物
研究人員利用單細胞 RNA 測序來分析脊髓損傷小鼠神經元的基因表達。他們利用現(xiàn)有的分子技術鼓勵這些神經元再生，但最終，這只對部分細胞有效。這種實驗設置使研究人員能夠比較再生和非再生神經元的測序數(shù)據(jù)。
此外，通過關注相對較少的細胞(僅超過 300 個)，研究人員能夠非常仔細地觀察每個細胞。
“就像每個人都是不同的一樣，每個細胞都有自己獨特的生物學特性，”鄭說。“探索細胞之間的微小差異可以告訴我們很多關于這些細胞如何工作的信息。”
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