得益于威斯康星大学麦迪逊分校开发的一种工具，研究人员现在可以利用生物标本自然发出的光，更好地研究神经系统中干细胞的不同状态，从而提高了他们研究干细胞衰老方式的机会。
威斯康星大学麦迪逊分校的研究团队将自发荧光——即这种自然光发射——与单细胞基因物质测序相结合，以研究神经干细胞的行为。自发荧光通常被视为一种障碍，因为它会掩盖研究人员用来追踪细胞内特定信号的发光标签。然而，在他们的新技术中，研究人员发现自发荧光的特征可用于研究干细胞的休眠状态，即所谓的静止状态（quiescence）。
他们最近在《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)杂志上发表了这一发现。
"静止状态非常重要，因为从静止状态退出是成年大脑中产生新生神经元的限速步骤。衰老和神经系统疾病限制了这种从静止状态的退出，因此我们非常需要研究成年神经干细胞在不同细胞状态下的表现，"该研究的主要作者、神经科学教授、威斯康星大学麦迪逊分校干细胞与再生医学中心成员达西·摩尔(Darcie Moore)表示，"我们的目标是创建一种新工具，能够识别成年神经干细胞是否处于静止状态及其不同的亚状态（休眠或静止静止），或者细胞是否已被激活，进入细胞周期。"
摩尔与威斯康星大学麦迪逊分校生物医学工程教授、莫里奇研究所研究员、干细胞与再生医学中心成员梅丽莎·斯卡拉(Melissa Skala)合作，斯卡拉的实验室一直在开发荧光寿命成像技术，以研究与单细胞相关的自发荧光特征。
当细胞从活跃状态转变为静止状态时，某些对代谢重要的蛋白质的存在和丰度会发生变化。这些分子改变了光被细胞吸收和再发射的方式。通过关注随静止状态以关键方式变化的细胞部分发出的光，研究人员确定了与目标细胞状态相匹配的光"特征"。
"这些细胞内的自然信号可以可靠地识别细胞功能和特性，"斯卡拉说，"这就像大自然试图向我们揭示生命的全部奥秘。"
通过对他们研究的小鼠神经干细胞进行RNA测序——RNA是一种DNA的工作拷贝，用于产生在细胞中发挥作用的蛋白质——研究人员确认了细胞状态与光特征之间的匹配。
通过识别和解码这些自发荧光特征，摩尔和斯卡拉开发了一种工具，可以帮助研究成年神经系统疾病和衰老，但也可能扩展到神经科学以外的领域。他们已经开始与麦吉尔大学人类遗传学教授科林·克里斯特(Colin Crist)合作，研究肌肉干细胞中独特的自发荧光特征。
"现在我们发现，这项研究不仅创造了一种工具，还为我们提供了关于静止和激活神经干细胞之间不同的细胞过程的独特见解，我更加坚定地认为，基于细胞如何行动而非它们如何表达一种蛋白质来识别细胞，将使研究从静态系统转向动态系统，"摩尔说，"我们能够研究这些细胞随时间的变化而不破坏它们——同时观察这些功能测量如何变化——这非常令人兴奋。"
本研究部分得到了美国国立卫生研究院（P30 CA014520、1S10RR025483-01、T32GM008688和1DP2OD025783）以及Vallee基金会、莫里奇研究所和视网膜研究基金会的资助。
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