神经系统如何影响干细胞的发育

体细胞干细胞是微观的工作马，不断在整个身体内再生细胞：例如皮肤和肠道内壁。而对于伊利诺伊大学的神经科学家来说，他们代表了未开发的潜力。

“如果我们能够找到一种方法来靶向和控制体内干细胞增殖，那么可能会有潜在的医学益处，包括关闭癌症干细胞的增殖或诱导体细胞干细胞增殖，我们想要生长组织，”伊丽莎白戴维斯，我是U的神经科学项目的博士研究员，也是第一次证明干细胞增殖直接由自主神经系统(ANS)控制的研究的主要作者。

ANS控制我们所有的无意识功能：呼吸，血流，消化等。它的两个主要神经纤维网络从大脑穿过整个身体，神经元几乎进入每个器官。这些神经元释放出称为神经递质的化学物质，可直接或间接地影响靶细胞。

当神经递质与某些细胞膜中的受体结合时，它们在细胞内引发直接反应。但是当神经递质诱导炎症的一般状态或改变血流时，细胞的变化也会发生，这是ANS的间接作用途径。

在Davis的研究发表在Physiological Reports上之前，科学家们怀疑ANS参与干细胞增殖，但他们不知道这种关系是直接还是间接的。直接关系可能对治疗疾病的药物干预产生更大的影响。

“例如，如果你想改变器官的再生潜力，你就不必刺激或抑制这些神经元的活动。相反，你可以找出哪些神经递质控制着增殖，然后通过靶向药物输送将这种化学物质输送到那些干细胞，“I of I动物科学系助理教授，该论文的共同作者Megan Dailey说。 。

为了表征这种关系，研究人员将重点放在小鼠肠道内层或上皮细胞中的干细胞上。他们不仅发现干细胞确实具有ANS神经递质的受体，而且神经递质也改变了细胞的行为 - 这正是他们期望看到的直接关系。

“我们知道ANS的神经与肠上皮细胞(包括干细胞)密切接触，但我们不知道神经递质是否能够与干细胞结合。当我们分离干细胞并发现实际上存在ANS神经递质受体时，我们发现缺失了一块，“戴维斯说。

为了证明干细胞行为因ANS刺激而发生变化，研究人员在实验室中培养肠上皮细胞并将其暴露于高水平的两种神经递质，即去甲肾上腺素和乙酰胆碱。去甲肾上腺素是交感神经系统的主要神经递质，或ANS的“战斗或逃跑”分支，而乙酰胆碱由副交感神经系统或“休息和消化”分支产生。

“当我们模拟这两种系统的激活时，我们看到干细胞增殖减少，”Dailey说。

她建议，当战斗或飞行系统处于活动状态时，身体可能会避免将能量投入到制造新细胞中。相反，她认为，需要能量才能快速逃离。休息和消化的高峰时刻也许不是制造新细胞的最佳时机，因为当食物进入时，与消化有关的细胞过程会产生可以破坏新细胞的自由基。

虽然研究的重点是肠上皮细胞，但Davis和Dailey怀疑ANS也直接控制着身体其他部位的干细胞增殖。事实上，他们最近发表了另一篇发表在“美国生理学杂志”上的论文，利用其他研究的多种线索，为更广泛的现象提供了理由。

戴维斯说：“在神经科学领域，人们并不认为ANS是华而不实或令人兴奋的，但是这些神经正在到达身体中的许多细胞，包括干细胞。”“如果他们没有做任何事情，为什么那些神经会与干细胞沟通?如果我们可以利用神经系统控制干细胞这个令人兴奋的大创意怎么办呢?“

Dailey补充道，“ANS本身并不受控制 - 它受大脑和中枢神经系统的控制。我们认为大脑通过ANS控制所有这些组织的再生。但这会带来更大的影响。例如，对于严重抑郁症或创伤后应激障碍患者，您会看到一些器官退化。通过ANS降低器官的再生潜能可能是某种与压力相关的作用。根据我们的研究结果，看起来可能会产生直接影响。“