德国癌症研究中心（DKFZ）与海德堡大学的研究人员在顶级期刊《自然》上发表的一项最新研究表明，成年大脑中一小部分具有干细胞特性的星形胶质细胞与普通的星形胶质细胞之间，尽管基因表达相似，但其功能差异主要源自表观遗传学的变化。特别是DNA甲基化模式的不同，导致了干细胞功能的激活与维持。
研究团队使用单细胞核小体、甲基化组和转录组测序技术(scNMT-seq)来分析成年小鼠大脑中神经干细胞的转录组、染色质可及性和DNA甲基化特征。他们发现静息状态下的神经干细胞与星形胶质细胞在表观遗传上有高度相似之处，但前者因表达干细胞标志物TLX和TROY而有所不同。
当神经干细胞从静息状态转变为激活状态时，与星形胶质细胞相关的基因如脂质代谢和糖酵解相关的基因表达降低，同时伴随着甲基化水平的变化。激活过程中，星形胶质细胞标志物的甲基化水平上升，而与神经母细胞分化相关的基因则出现去甲基化现象。
特别地，研究还发现大脑缺血会诱导星形胶质细胞向神经干细胞的重编程，这一过程受到DNA甲基转移酶3α（DNMT3A）的调控。实验显示，短暂的脑缺血损伤可以增加神经干细胞的激活，进而促进神经发生。而在缺乏DNMT3A的情况下，这种因缺血刺激而产生的神经发生效应大大减弱。
这一发现不仅揭示了成年大脑中神经干细胞与星形胶质细胞之间功能转变背后的机制，也为通过调控表观遗传状态促进神经再生提供了新的思路。未来，这一成果有望推动再生医学领域的发展，为神经退行性疾病提供潜在的治疗策略。
