به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، سلول‌های بنیادی عصبی بالغ، سلول‌های پیش ساز نوروژنز هستند که نقش مهمی در نوروژنز دارند. بنابراین، بازسازی عصبی ممکن است یک هدف امیدوارکننده برای درمان بسیاری از بیماری‌های عصبی باشد. ظرفیت بازسازی سلول‌های بنیادی عصبی بالغ را می‌توان با دو حالت مشخص کرد: ساکن و فعال. سلول‌های بنیادی عصبی بالغ ساکن، پایدارتر هستند و کمیت و کیفیت مجموعه سلول‌های بنیادی عصبی بالغ را تضمین می‌کنند. سلول‌های بنیادی عصبی بالغ فعال با تکثیر سریع و تمایز به نورون‌ها مشخص می‌شوند که امکان ادغام در مدارهای عصبی را فراهم می‌کند. 
مقدمه
مطالعات نشان داده است که پس از تولد پستاندارانی مانند جوندگان و پستانداران، مغز ظرفیت بازسازی عصبی را حفظ می‌کند. با این حال، با برخی از مطالعات که سطوح ناچیز نوروژنز بزرگسالان را نشان می‌دهد، ظرفیت بازسازی عصبی مغز انسان بالغ نامشخص است. باور عمومی این است که دو ناحیه اصلی نوروژنز را حفظ می‌کنند: ناحیه زیر بطنی (SVZ) بطن جانبی و ناحیه subgranular (SGZ) شکنج دندانه دار. کشف یک ریزمحیط پیچیده و نقش‌های حیاتی که توسط توسعه سلول‌های بنیادی عصبی (NSC) ایفا می‌شود، منجر به ابداع اصطلاح «نوروژنیک» شده است. مطالعات اخیر بر روی حیوانات، نوروژنز را در سایر نواحی مغز مانند تانیسیت‌ها در هیپوتالاموس، جسم مخطط و قشر مغز نشان داده است. 
مسیرهای سنجش مواد مغذی و متابولیک
مسیرهای سنجش مواد مغذی
مواد مغذی و اکسیژن دو عنصر بیرونی متابولیسم هستند و نظارت بر آن‌ها رفتار NSC ها را تعیین می‌کند. در شناخت ساده، سلول‌ها پتانسیل تکثیر بهتری در یک محیط غنی از مواد مغذی دارند. سلول‌ها دارای یک سری مسیرهای سنجش مواد مغذی برای تشخیص تغذیه در محیط هستند. مشخص‌ترین مسیر سنجش مواد مغذی، مسیر فاکتور رشد انسولین/شبه انسولین 1 (IGF1) / پروتئین O جعبه چنگال (FOXO) است. در این مسیر، حضور انسولین نشان دهنده کفایت تغذیه‌ای است و سلول‌های تحریک شده با انسولین، Akt و سایر پروتئین کینازها را فعال می‌کنند و در نتیجه فسفوریلاسیون و غیرفعال شدن FOXO را به دنبال دارد.
حس کردن اکسیژن
فاکتور 1 قابل القای هیپوکسی (HIF-1) یک سنسور اکسیژن مولکولی مهم است. HIF-1 متابولیسم گلیکولیتیک را تنظیم می‌کند و افزایش بیان HIF-1 منجر به افزایش گلیکولیز و کاهش OXPHOS می‌شود که برای القای پرتوانی سلول‌های بنیادی حیاتی است. تحت شرایط عادی، HIF-1α به سرعت از طریق مسیر پروتئاز یوبیکوئیتین تجزیه می‌شود. با این حال، در شرایط هیپوکسیک، تخریب مسدود می‌شود، و HIF-1α تجمع می‌یابد و با HIF1β مرتبط می‌شود، که منجر به کاهش ارتباط با ژن‌های هدف و کاهش رونویسی می‌شود.
متابولیسم گلوکز
متابولیسم ارتباط تنگاتنگی با تامین انرژی دارد. سلول‌های بنیادی یک الگوی متابولیک منحصر به فرد را نشان می‌دهند و سلول‌های بنیادی که تمایز یافته و به سلول‌های بالغ بالغ می‌شوند، تحت انتقال متابولیک منحصر به فردی قرار می‌گیرند. سلول‌های بنیادی در حالت ساکن در شرایط بی هوازی از گلیکولیز به عنوان منبع اصلی انرژی خود استفاده می‌کنند، سلول‌های بنیادی فعال شده فسفوریلاسیون اکسیداتیو افزایش یافته‌ای را نشان می‌دهند، و NSC های بالغ نیز از این قاعده مستثنی نیستند.
اگرچه تجزیه گلیکولیتیک ATP کمتری نسبت به فسفوریلاسیون اکسیداتیو (OXPHOS) تولید می‌کند، اما از نظر جنبشی سریعتر است. علاوه بر این، گلیکولیز و محصولات تجزیه گلوتامین اجزای حیاتی مسیرهای سیگنالینگ هستند که از تقسیم سلولی پشتیبانی می‌کنند. به عنوان مثال، متیل سیتوزین دی اکسیژناز 1 با ده یازده جابجایی (TET1) تبدیل پایه DNA اصلاح شده 5-متیل سیتوزین به 5-هیدروکسی متیل سیتوزین را از طریق اکسیداسیون 5-متیل سیتوزین در یک آهن و α-کتئوگلوتارات (وابسته به α-KG) کاتالیز می‌کند. علاوه بر این، TET1 ژن‌های پرتوان را دمیله می‌کند و در نتیجه فعالیت رونویسی را افزایش می‌دهد. 
دینامیک میتوکندری
وضعیت ردوکس در تنظیم تمایز سلول‌های بنیادی و دینامیک میتوکندری مهم است. در NSCهای جنینی، میتوکندری‌ها مورفولوژی‌های متفاوتی در مراحل مختلف دارند. میتوکندری در سلول‌های عصبی مرکزی دارای مورفولوژی کشیده‌ای است، در حالی که میتوکندری‌ها در سلول‌های عصبی مرکزی گردتر و کروی‌تر یا لوله‌ای هستند. همانطور که NSC ها قطعه میتوکندری خود را متمایز می‌کنند. میتوکندری پس از آن که به طور کامل به عنوان نورون متمایز شد، تحت همجوشی قرار می‌گیرد.
متابولیسم لیپید
متابولیسم لیپید نقش مهمی در نوروژنز دارد. این که NSCها در هیپوکامپ در حالت خاموش یا فعال باشند به متابولیسم FA بستگی دارد. فعالیت اکسیداسیون FA وابسته به کارنیتین پالمیتویل ترانسفراز-1a (FAO) در NSCهای ساکن بالاست. مهار FAO منجر به افزایش تمایز و کاهش خود نوسازی NSCها می شود و در نتیجه تعداد NSC ها کاهش می‌یابد.
هموستاز پروتئین
پروتئوستاز برای حفظ خود نوسازی و تمایز طولانی مدت NSC مهم است. از دست دادن پروتئوستاز منجر به تجمع پروتئین می‌شود که با بسیاری از بیماری‌های تخریب کننده عصبی مانند AD، بیماری پارکینسون و بیماری‌های پریون مرتبط است. اگرچه تحقیقات جریان اصلی به این نتیجه رسیده‌اند که بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی عمدتاً با اختلال عملکرد و آپوپتوز نورون‌های تمایز یافته مرتبط هستند، نقش مهمی که توسط از دست دادن هموستاز و مخزن NSC در طول پیری NSC ایفا می‌شود را نمی‌توان نادیده گرفت.
در این بررسی، محققان مطالعاتی را خلاصه کردند که بر روی اثرات متابولیسم انرژی و هموستاز پروتئین بر گذار از NSCهای ساکن به فعال شده متمرکز شده بودند. برای QNSCها، تمرکز بر حفظ ثبات کمی و کیفی بود، در حالی که برای aNSCها، به دلیل متابولیسم تهاجمی تر، تمرکز بر تکثیر و تمایز سریع بود. در متابولیسم انرژی، سلول‌های عصبی مرکزی فعال FOXO را حفظ می‌کنند و در نتیجه چرخه سلولی را کاهش می‌دهند، بازرسی و ترمیم DNA را بهبود می‌بخشند و همچنین مقاومت در برابر استرس اکسیداتیو را افزایش می‌دهند. در مقابل، aNSC ها FOXO را از هسته خارج می‌کنند تا چرخه سلولی را تسریع کنند. علاوه بر این، QNSCها از گلیکولیز به عنوان روش اصلی متابولیسم استفاده می‌کنند که منجر به کاهش ROS تولید شده توسط OXPHOS می‌شود. در مقابل، aNSC ها OXPHOS را به عنوان منبع انرژی برای ترویج تکثیر سریع ترجیح می‌دهند. میتوکندری در qNSC ها OXPHOS را از طریق نشت پروتون مهار می‌کند و مورفولوژی ذوب شده درازی را نشان می‌دهد. در مقابل، میتوکندری در aNSCها دارای فعالیت OXPHOS بالاتری هستند و مورفولوژی کوچکتر و تکه تکه‌تری را نشان می‌دهند. افزایش بیان HIF-1 ناشی از هیپوکسی منجر به افزایش تکثیر NSC می‌شود که به نظر می‌رسد با ترجیح QNSCs برای گلیکولیز هیپوکسیک در تناقض است. 
توضیح احتمالی این است که qNSCها ممکن است مستقل از فشارهای محیطی تحت متابولیسم بی هوازی قرار گیرند. با توجه به متابولیسم لیپید، QNSCها FA را برای FAO ترجیح می‌دهند، در حالی که aNSCها سنتز لیپید را از طریق FA سنتاز برای برآوردن نیازهای تکثیر ترجیح می‌دهند. در هموستاز پروتئین، در طول تقسیم NSCs، یکی که تجمعات پروتئینی را حفظ می‌کند، به تدریج فعال می‌شود و به سلول‌های عملکردی بالغ تقسیم و تمایز می‌یابد، در حالی که دیگری ساکن و ساقه خود را حفظ می‌کند. بعلاوه، qNSCها فعالیت لیزوزومی بالاتری از خود نشان می‌دهند و فقدان پروتئازوم، qNSCها را مجبور به خروج از سکون می‌کند. با توجه به پروتئین‌های چپرون، NSCها از TriC انرژی‌بر اما قوی‌تر برای حذف دانه‌ها قبل از تمایز و از HspB5 غیر مصرف‌کننده برای جداسازی کل پس از تمایز استفاده می‌کنند. اگرچه تفاوت در فرآیند تمایز نهفته است، اما همچنین نشان می‌دهد که NSC استراتژی گران‌تری را برای اطمینان از هموستاز خود انتخاب می‌کند.
پایان مطلب/.