神經(jīng)干細(xì)胞具有自我更新能力，且能分化為更加特化的細(xì)胞。在胚胎發(fā)育期間，神經(jīng)干細(xì)胞負(fù)責(zé)構(gòu)建大腦并生成中樞神經(jīng)系統(tǒng)的所有細(xì)胞，包括神經(jīng)元。然而，令人驚訝的是，在大腦完全形成后，神經(jīng)干細(xì)胞仍然存在于腦部的某些區(qū)域，并且可以在整個(gè)生命進(jìn)程中制造新的神經(jīng)元。這種稱為成年神經(jīng)發(fā)生的生物學(xué)現(xiàn)象對(duì)于特定的功能，如學(xué)習(xí)和記憶過(guò)程，非常重要。然而，在成年人大腦中，這些干細(xì)胞變得沉默或“休眠”，減弱了更新和分化能力。因此，神經(jīng)發(fā)生能力隨著年齡的增長(zhǎng)而減少?！凹せ睢边@些“沉睡”的神經(jīng)干細(xì)胞重新形成新的神經(jīng)元，有望用于神經(jīng)退行性疾病的治療。
在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家們通過(guò)研究細(xì)胞代謝的機(jī)制，發(fā)現(xiàn)了一種方法，可以讓休眠的神經(jīng)干細(xì)胞重新活躍起來(lái)。
研究發(fā)現(xiàn)，線粒體是細(xì)胞內(nèi)能量生產(chǎn)的細(xì)胞器，參與調(diào)節(jié)成年神經(jīng)干細(xì)胞的活化水平。其中，線粒體丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（MPC）對(duì)該調(diào)節(jié)起到了特殊作用。MPC的活性能夠影響細(xì)胞可以使用的代謝途徑。通過(guò)了解活躍細(xì)胞和休眠細(xì)胞之間的代謝途徑的差異，科學(xué)家們通過(guò)修改線粒體代謝途徑來(lái)喚醒沉睡的神經(jīng)干細(xì)胞：通過(guò)使用化學(xué)抑制劑或產(chǎn)生Mpc1基因突變來(lái)阻止MPC活性，從而激活休眠狀態(tài)的神經(jīng)干細(xì)胞。利用這些藥物和基因方法，科學(xué)家們成功激活小鼠休眠的神經(jīng)干細(xì)胞，從而在成年和老年小鼠的大腦中生成了新的神經(jīng)元。
隨著人類壽命的延長(zhǎng)，老年人的神經(jīng)退行性疾病問(wèn)題日益突出。此外，長(zhǎng)時(shí)間的壓力、抑郁等因素也會(huì)影響人類神經(jīng)系統(tǒng)的正常發(fā)育和健康，而新的神經(jīng)元的生成可以在一定程度上緩解這些問(wèn)題。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)在于發(fā)現(xiàn)了調(diào)控成年神經(jīng)干細(xì)胞激活的線粒體代謝機(jī)制。研究表明，線粒體內(nèi)的代謝途徑可以影響成年神經(jīng)干細(xì)胞的活性。通過(guò)阻斷線粒體內(nèi)的特定代謝通路，可以成功地喚醒休眠狀態(tài)的神經(jīng)干細(xì)胞。
此外，研究發(fā)現(xiàn)了調(diào)控神經(jīng)元生成的新途徑，調(diào)整細(xì)胞代謝途徑可以直接影響成年神經(jīng)干細(xì)胞的活性和生成新神經(jīng)元的數(shù)量。 此項(xiàng)結(jié)論具有潛在臨床意義。研究結(jié)果表明，通過(guò)調(diào)節(jié)線粒體代謝途徑，可以喚醒休眠狀態(tài)的神經(jīng)干細(xì)胞，從而刺激大鼠腦中新神經(jīng)元的生成。線粒體內(nèi)的丙酮酸途徑在成年神經(jīng)干細(xì)胞活性中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，進(jìn)一步擴(kuò)展了我們對(duì)神經(jīng)元生成機(jī)制的了解。這一發(fā)現(xiàn)為今后的神經(jīng)疾病研究提供了新的方向，也有望促進(jìn)新藥的研發(fā)。這一研究為將來(lái)進(jìn)一步探究神經(jīng)系統(tǒng)代謝和功能之間的關(guān)系，為神經(jīng)退行性疾病治療提供了新的思路和創(chuàng)新。
