虽然我们知道干细胞有能力在一个精确调节的过程中发育成所有组织，但环境因素影响干细胞行为的方式仍然知之甚少。在一项新的研究中，筑波大学的研究人员发现，产生神经递质章鱼胺的神经元可以调节生殖系干细胞(GSCs)对环境信号的反应，比如交配。
果蝇(Drosophila melanogaster)的卵巢已成为研究环境信号与干细胞生物学之间关系的一个强有力的模型系统。在果蝇中，GSCs产生卵子，并与体细胞密切相关。体细胞由几种支持出芽卵的细胞组成。与其他干细胞一样，当GSCs分裂时，一个子细胞保留其干细胞身份，而另一个子细胞分化成多个子细胞。自我更新和分化之间的平衡受到GSCs所处环境(也称为生态位)内外因素的严格调控。交配就是增加gsc的一种外部提示。
为了实现他们的目标，研究人员采用遗传方法研究了在交配时哪个基因负责gsc的增加，并发现章鱼胺受体Oamb是章鱼胺对gsc发挥作用的基因。通过一系列实验，研究人员发现护航细胞(一种与GSC相邻的体细胞)中的Oamb调节交配后GSC的增加以及随后神经元释放的章鱼胺。
在分子水平上，章鱼胺激活Oamb导致护卫细胞中钙信号的增加。钙是一种有效的生物分子，细胞钙水平的变化强烈影响细胞行为。
由于之前的研究表明卵巢类固醇激素与GSC的增加有关，研究人员接下来研究了卵巢类固醇激素与钙依赖性GSC增加之间的关系。他们的结果表明卵巢类固醇激素确实需要增加GSCs的数量。
接下来，研究人员询问了哪些分子在章鱼胺刺激护卫细胞中起作用，并发现蛋白质基质金属蛋白酶2是钙依赖性GSC增加所必需的。最后，研究人员表明，神经元通过一种叫做尼古丁乙酰胆碱受体的特殊蛋白质，投射到卵巢以增加GSCs。这些结果为神经元激活如何导致卵巢干细胞增加提供了一个完整的图景。
Niwa教授说:“这些惊人的结果显示了神经系统与干细胞行为耦合的分子机制，这些行为是对环境信号的反应，比如交配。”“我们的研究结果可能有助于揭示动物干细胞稳态的保守的系统和神经元调节机制。”
