发现每个神经干细胞的评分高低与 Axin2 水平呈负相关,而与 p53 信号通路、压力相应通路、蛋白折叠通路的激活水平呈正相关。

小小细胞也会“内卷”,这是真的吗?是的,细胞也是分社会等级的,并且同样适用于“二八法则”,甚至高等细胞会“欺负”低等细胞。

日前,中科院遗传与发育生物学研究所吴青峰研究员和团队发现,高等级的干细胞会贡献更多的子代细胞,底层的细胞则是“苟延残喘”。这种激烈竞争甚至体现在:高等级细胞会剥夺大量的资源,甚至剥夺底层细胞的生存权利。

“在显微镜之下,细胞生存与毁灭的竞争景象非常生动,而且生死竞争往往在‘姐妹干细胞’之间发生,这不禁让人感叹 ‘本是同根生,相煎何太急’。”吴青峰说,

可以说,人体里的每个器官都是一个生态系统,从受精卵发育直到生命结束,“优胜劣汰”甚至“骨肉相残”的戏码每时每刻都在上演。

如果说每个器官都是一个国家,那么细胞们则是居住在不同国家的公民,大家各司其职、努力工作。

同时,细胞竞争背后的机制存在“保守进化”的特点,它独立于免疫系统,时刻监视着组织器官的发育和新陈代谢,从而防止机体出现肿瘤或病变。

(来源:Developmental Cell)

研究中,他们通过使用最先进的遗传学方法、以及各种小鼠模型,证实神经干细胞之间存在“生死竞争”,并探索了干细胞竞争在大脑发育中发挥的潜在作用,借此为脑发育尤其是大脑皮层发育带来了全新概念,并揭示了一个新颖的发生机制。

在细胞竞争领域内,本次工作首次证明大脑神经干细胞之间存在生死竞争,借此揭示了关于这一现象的正负调控因子、时空属性和分子特征。课题组还发现:对于脑器官的大小来说,细胞竞争起着重要的调控作用。

▲图 | 吴青峰(来源:吴青峰)

吴青峰表示:“我们实验室既有基础型研究,也有药物筛选和药物开发等应用型研究。这项工作属于基础型研究,目前还处于概念性阶段,我们不敢说有多么广阔的应用前景,但也在积极思考中。”

他列举了两个潜在应用场景:

第一,通过深入分析“优胜者细胞”和“失败者细胞”的分子特征,有望通过设计一些药物来加速清除不健康的细胞,同时又能让亚健康细胞生存下去,从而营造一个适度竞争的宽容型发育环境,进而让生命体在出生时就能拥有健康的大脑;

第二,对于携带原癌基因突变的细胞来说,神经干细胞可以对其进行识别。而如果弄清楚背后的机制,就能以此为基础设计一些干预手段,借此加强大脑在发育期间的监察能力,从而让其告别对于母体免疫系统的依赖,进而降低儿童脑瘤的发病机率。

吴青峰表示:“我想说的是,通过对神经干细胞竞争的深入研究,希望有朝一日我们都能吃到真正让大脑高质量发育的‘脑白金’。”