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来自研究机构

用干细胞使大脑恢复活力

更多的干细胞可以提高老年小鼠的学习和记忆能力

日期:
2020年1月9日
来源:
Technische Universität德累斯顿
简介:
年龄越大,我们的大脑就越难学习和记忆新事物。研究组为了增加大脑中少量的神经干细胞的数量和由这些干细胞产生的神经元的数量,使用了刺激神经干细胞的方法。额外的神经元可以存活下来,并与老年小鼠大脑中的邻近细胞形成新的联系。
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不幸的是,我们都会在某个时候经历这种情况:我们年龄越大,大脑就越难学习和记忆新事物。这些损伤背后的原因尚不清楚,但德累斯顿工业大学再生治疗中心(CRTD)的科学家们想要调查增加大脑中干细胞的数量是否有助于恢复随着年龄增长而丧失的认知功能,如学习和记忆。

为了研究这个问题,Federico Calegari教授领导的研究小组使用了他在实验室开发的一种方法来刺激驻留在大脑中的少量神经干细胞,以增加它们的数量,结果也增加了这些干细胞产生的神经元的数量。令人惊讶的是,额外的神经元可以存活下来,并与老年小鼠大脑中的邻近细胞形成新的联系。接下来,科学家们研究了一种关键的认知能力,这种能力在衰老过程中会丧失,类似于老鼠和人类:导航。

众所周知,每个人在新环境中学习导航的方式不同,这取决于他们是年轻还是年老。年轻时,大脑可以构建并记住环境的认知地图,但这种能力在老年大脑中逐渐消失。作为这个问题的另一种解决方案,没有环境认知地图的老年人大脑需要学习到达某个目的地所需的一系列固定的转弯和曲折。虽然这两种策略表面上看起来很相似,但只有认知地图才能让人们在从一个新的地点出发或需要到达一个新的目的地时有效地导航。

增加神经元的数量是否足以抵消大脑导航能力的下降并减缓衰老过程?Calegari教授(CRTD)与Gerd Kempermann教授(德国神经退行性疾病中心DZNE / CRTD)和Kentaroh Takagaki博士(马格德堡Otto von Guericke大学)的团队发现了这个具有挑战性的问题的答案,并于本周在科学杂志上发表了这一结果自然通讯

答案是肯定的:拥有更多干细胞和神经元的老年老鼠恢复了它们失去的构建环境地图的能力,并能记住更长的时间,这使它们更像年轻的老鼠。更棒的是,当在幼鼠的大脑中刺激神经干细胞时,在动物的整个自然生命过程中,认知障碍得到延缓,记忆得到更好的保存。

在年轻人的大脑中,有一个叫做海马体的区域对记忆地点和事件至关重要,也负责创建新环境的地图。然而,老年人使用其他与习惯发展更相关的结构。非常有趣的是,在年老老鼠的海马体中增加更多的神经元,使它们能够使用年轻动物典型的策略。这不仅与他们学习的速度有关,而且与学习过程本身有多大的不同,”该研究的第一作者加布里埃尔·贝杜戈-维加解释说。

“此外,人类大脑中有一些干细胞,这些干细胞的数量在生命的过程中会严重减少。对于我们这个快速老龄化的社会来说,找出衰老过程中认知缺陷的潜在原因并加以补救至关重要。我们的工作表明,年龄相关的损伤可以通过劫持大脑的内源性神经发生潜能来挽救,从而恢复其功能。作为一个拥有自己干细胞的人类,作为这项研究的资深作者,我觉得我对这个话题有个人兴趣,”这项研究的资深作者Federico Calegari教授说。

Federico Calegari教授的研究小组在CRTD专注于哺乳动物神经干细胞的发育、进化和认知功能。该研究所是来自30多个国家的科学家的学术之家。他们的任务是发现细胞和组织再生的原理,并利用这些原理来识别、治疗和逆转疾病。CRTD将实验室与临床、科学家与临床医生联系起来,汇集干细胞、发育生物学、基因编辑和再生方面的专业知识,以开发针对阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病、白血病等血液病、糖尿病、视网膜和骨病等代谢疾病的创新疗法。爱博网投领导者

本研究由德累斯顿工业大学/ CRTD通过德国卓越计划、德国研究基金会和H2020计划的欧洲资助资助。此外,它还得到了马格德堡奥托-冯-格里克大学自然科学学院、德累斯顿生物医学和生物工程国际研究生院(DIGS-BB)和德国神经退行性疾病中心(DZNE)的支持。

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故事来源:

材料所提供的Technische Universität德累斯顿注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. Gabriel Berdugo-Vega, Gonzalo Arias-Gil, Adrian López-Fernández, Benedetta Artegiani, Joanna M. Wasielewska, Chi-Chieh Lee, Michael T. Lippert, Gerd Kempermann, Kentaroh Takagaki, Federico Calegari。不断增加的神经发生改善了海马体活动,使导航学习策略和上下文记忆在整个生命中恢复活力自然通讯, 2020;11 (1) doi:10.1038 / s41467 - 019 - 14026 - z

引用此页

Technische Universität德累斯顿。“用干细胞使大脑恢复活力:更多的干细胞可以提高老年小鼠的学习和记忆能力。”《科学日报》。《科学日报》,2020年1月9日。< www.koonmotors.com/releases/2020/01/200109105535.htm >。
Technische Universität德累斯顿。(2020年1月9日).用干细胞使大脑恢复活力:更多的干细胞可以改善老年小鼠的学习和记忆能力。《科学日报》。2023年6月21日检索自www.koonmotors.com/releases/2020/01/200109105535.htm
Technische Universität德累斯顿。“用干细胞使大脑恢复活力:更多的干细胞可以提高老年小鼠的学习和记忆能力。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2020/01/200109105535.htm(2023年6月21日访问)。

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