哥伦比亚大学祖克曼研究所的科学家发现了有关干细胞如何转变为控制腿部运动的脑细胞的新见解。在果蝇的大脑中观察到的这一过程的令人惊讶的细节，可以揭示人脑的发育方式以及出现问题时会发生什么。干细胞具有广阔的医学前景。它们能够变形为其他种类的细胞的能力使其可用于修复受伤-从心脏病发作到脑损伤。通过提供有关干细胞如何发育和成熟的关键见解，这项研究应有助于科学家寻求使用干细胞进行治疗。

“要使动物从卵发育到婴儿，一切都必须在正确的时间在正确的地方结束。但是，目前还不清楚单个系统如何展示实现这一目标所必需的精度和灵活性，尤其是在面对发展和环境挑战的情况下，”目前尚不清楚。”哥伦比亚Mortimer B. Zuckerman思维脑行为研究所首席研究员Richard Mann博士说。论文的资深作者。“在这里，我们确定了一种巧妙的解决方案，其中，来自同一干细胞的两种关键且相互作用的脑细胞类型有助于构建成熟的运动系统。”

为了了解人脑的发育，研究人员研究了一种更简单的动物，即果蝇，可以更加轻松地控制和观察细胞。他们开始于干细胞，即未分化的细胞，然后实际上发展为体内的任何细胞类型。研究人员追踪了干细胞成熟为运动神经元的过程，运动神经元是控制肌肉运动的神经细胞。特别是，他们专注于控制果蝇6条腿中每条腿运动的大约50个运动神经元。

在研究果蝇幼虫发育成运动神经元的干细胞时，他们注意到在此过程中，其中一些干细胞绕道而行。它们的某些后代或后代没有发展为像其他运动神经元那样的神经胶质细胞。胶质细胞是神经系统的关键组成部分，可指导神经胶质细胞的生长和与其他神经元的连通性。而且，这些神经胶质细胞是专门为来自相同干细胞的运动神经元构建支架并最终控制腿部运动的神经胶质细胞。

曼恩博士是哥伦比亚大学欧文医学中心的希金斯生物化学和分子生物物理学教授，他说：“这一过程类似于出生时的重聚。”“在发育生物学中有许多例子，不同来源的细胞会聚集在一起并形成一个连贯的结构。但是在这里，我们有一个由同一亲本出生的细胞，每个细胞都沿着自己的路径发散-只在发育过程中重新结合。”

更有趣的是，一旦早期运动神经元和神经胶质发散，它们就会具有截然不同的特性。每个运动神经元的发育都是硬连线的。每个细胞总是以相同的顺序出生，并具有相同的形状。

另一方面，神经胶质细胞的发育更加可塑性。每个干细胞产生的神经胶质细胞数量可以变化。而且，神经胶质没有严格的出生顺序或形状。但是总的来说，胶质细胞的最终总数总是达到280个，而它们总是完全渗透到他们需要支持的运动神经元束中。