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德累斯頓的科學家探索新生的再生神經元

斑馬魚是再生的大師:如果腦細胞由于受傷或疾病而丟失,它可以簡單地複制它們-與人類相反,後者僅發生在胎兒階段。但是,斑馬魚在進化上與人類有關,因此擁有與人類相同的腦細胞類型。人類是否還可以激活隱藏的再生潛力?中風,顱腦外傷以及目前無法治愈的疾病(例如阿爾茨海默氏病和帕金森氏病)的治療方法是否可行?

德累斯頓的科學家已經成功地確定了斑馬魚中新形成的神經元的數量和類型。實際上在他們的大腦中進行了一次“普查”。受傷後,斑馬魚大量形成新的神經元,並將它們整合到神經系統中,這就是它們驚人的大腦再生能力的原因。這項研究是作爲“德累斯頓制造”的合作項目進行的:再生療法中心德累斯頓大學(CRTD)的科學家將他們在幹細胞生物學方面的專業知識與DRESDEN概念基因組中心的最新方法以及複雜的生物信息學分析相結合來自馬克斯·普朗克複雜系統物理研究所和德累斯頓系統生物學中心。他們現在將結果發表在科學雜志《發展》上,其中報道了有關發育,幹細胞和再生生物學的主題。

在他們的研究中,CRTD的Christian Lange博士和Michael Brand博士領導的研究小組使用了成年轉基因斑馬魚,他們的前腦能夠識別新生的神經元。斑馬魚的前腦相當于人的大腦皮層,是大腦最大和功能最重要的部分。德累斯頓研究小組使用單細胞測序研究了新生兒和成熟神經元以及腦幹細胞。因此,他們發現了新生神經元的特定標記,並能夠全面分析斑馬魚成年大腦中新形成的神經元類型。

科學家發現了兩種可以重新形成的神經元:投射神經元和大腦內部神經元,前者在大腦區域之間建立連接,後者可以微調投射神經元的活動。研究人員還研究了從小鼠腦細胞測序獲得的數據,發現斑馬魚和小鼠具有相同的細胞類型。這也使這些結果與人類高度相關。

“在這項研究的基礎上,我們將進一步研究斑馬魚中的再生過程。特別是,我們將研究創傷性腦損傷及其整合後新神經元的形成,” CRTD邁克爾·布蘭德教授解釋說研究的主任和資深作者。“我們希望獲得與可能的療法相關的見識,這些療法可以幫助受傷,中風或神經退行性疾病的人。我們已經知道人體內還具有一定的再生能力,我們正在努力喚醒這種潛力。我們的結果這項研究對于理解移植神經元可以與現有神經元聯網的條件也很重要,從而可以使人類重新獲得以前的智力表現。”

德累斯頓工業大學的CRTD是來自30多個國家的科學家的學術之所。他們的任務是發現細胞和組織再生的原理,並將其用于疾病的識別,治療和逆轉。CRTD將工作台與診所,科學家與臨床醫生聯系起來,彙集幹細胞,發育生物學,基因編輯和再生方面的專業知識,以開發針對神經退行性疾病(例如阿爾茨海默氏病和帕金森氏病),血液病(例如白血病),代謝性疾病(例如)的創新療法糖尿病,視網膜和骨骼疾病。邁克爾·布蘭德(Michael Brand)教授小組研究了脊椎動物大腦和眼睛的模式和再生。

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