脑细胞再生,成年人脑中仍有大量新生神经细胞!

 jiaoran   2019-06-13 10:44   151 人阅读  0 条评论

人成年后,大脑神经元能否再生?在近百年的现代神经科学发展史上,这个问题几经反转,尤其是近年的一些重磅发现,更是为争议双方都增添了证据。

2018 年 3 月,来自加利福尼亚大学旧金山分校(UCSF)的研究团队在 Nature 杂志发文,指出随着人类成长,海马区神经发生(Neurogenesis,即生成新的神经元)急剧减少,成年后便不再有新的神经细胞生成。

脑细胞不可再生?最新研究反转,成年人脑中仍有大量新生神经细胞

(来源:NIPH)

大家一度以为,争议就要盖棺定论。DeepTech 在去年的报道中还曾感慨,脑细胞真的是死一个少一个,耗尽无补,请各位且用且珍惜。

而就在今年 3 月 25 日,Nature Medicine 在线发表了一项最新发现,来自马德里自治大学(Universidad Autónoma de Madrid)的 Maria Llorens-Martin 及其同事,分析了来自 58 名人类组织样本,结果显示成年人大脑中仍有成千上万的新生神经细胞,甚至包括八九十岁的老年人。

哈佛医学院遗传学和神经学教授 Bruce Yankner 认为,这是一项严格且控制良好的研究,旨在解决成年海马区神经发生的争议问题。

脑细胞再生争议

1928 年,现代神经科学之父 Santiago Ramón y Cajal 宣称,成年人类大脑永远不会产生新的神经元。也就是说,神经发生只会在胚胎和婴儿的大脑中进行,人类成年期不会产生新的神经元。

这一论断,也成为接下来几十年神经生物学界的主流思想。而到了上世纪 80 年代,这一传统认知开始逐渐受到质疑。一些研究人员发现,神经发生会在多种成年动物的大脑中出现,并在成年人类大脑中发现形成新神经元的迹象。

1998 年,来自索尔克研究所的 Fred Gage 和他的同事研究了五名注射了 BrdU(一种 DNA 标记物)的癌症患者的大脑,并在受试者的大脑海马区发现了这种物质的痕迹。这一迹象表明,海马区的细胞正在分裂,并产生了新的神经细胞。这成为成年人海马区神经细胞能够新生的第一份证据。

此后,越来越多的学者倾向于认同,成年之后海马区广泛存在神经发生。成年人大脑神经细胞能够再生这一概念,也被大众广泛接受,甚至市面上能看到一些声称“能够促进神经再生过程的饮食和锻炼方案”。

但是,加州大学旧金山分校研究人员 Arturo Alvarez-Buylla 领导的团队在去年 Nature 发表的论文中表示,他们在数十个成年人类的海马体样本中,未能找到任何新神经元的踪迹。这也是当时最大规模的一项研究。

“如果神经发生会在成年人类身上继续进行,那么它也是极其罕见的。”Arturo Alvarez-Buylla 说,“它不像人们所说的那样强有力,也不会是你跑跑步就能增加神经元的数量。”

脑细胞不可再生?最新研究反转,成年人脑中仍有大量新生神经细胞

图 | 不同年龄海马区新生细胞(绿色)的数量(左:新生,中:13 岁,右:35 岁)(来源:Arturo Alvarez-Buylla lab)

当时发表的研究结果显示,海马区齿状回的新生细胞在人类出生一年内急剧减少(刚出生时 1618±780 个,1 岁时 292.9±142.8 个),在 7 岁或 13 岁时,只有零星的新生细胞偶尔可见(7 岁时 12.4±5.3 个,13 岁时 2.4±0.74 个),而在成年人样品(18-77 岁)中,齿状回并没有新生细胞被检测到。

不过,“无法检测到”,还存在“本来就没有”和“没有检测到”两种情况,基于技术手段、样品保存的问题,很可能所谓的结果并不是真正的结果。

再生的成年脑细胞有什么用?

在 3 月 25 日 Nature Medicine 发表的论文中,研究人员调整了实验室方案,使用的大多数脑样本在捐献者死亡后 10 小时内进行处理,并且在保存组织的化学物质中浸泡不超过 24 小时。

研究人员表示,一些没有发现神经发生证据的早期实验,使用的是在供体死亡后进行处理的样品,并且在固定化学品中停留的时间更长。而这些因素可能有助于解释本次研究为什么会发现新的神经元。

脑细胞不可再生?最新研究反转,成年人脑中仍有大量新生神经细胞

图 | 研究人员发现一些神经细胞含有一种称为双皮质素(红色)的神经细胞,被认为是新神经元生长的标志(来源:Nature Medicine)

研究人员在显微镜下观察了 13 名年龄在 43 岁至 87 岁之间的健康人尸检大脑切片,并看到了数以千计的新生神经细胞。这些细胞位于海马体的一部分,称为齿状回,是新神经元的可疑热点。

同时研究人员还发现,在来自 45 名患有阿尔茨海默病患者(52 至 97 岁之间)的脑样本中,新生神经细胞较少,这一发现表明神经发生也可能与神经退行性疾病有关。

海马体(Hippocampus),是人类及脊椎动物大脑的重要组成部分。它位于大脑皮质下方,成对对称出现,拥有海马角及齿状回等构造。海马体具有短期记忆、长期记忆及空间定位的功能,一般认为细胞状态与情绪、压力及运动相关。在阿尔兹海默病患者中,海马体是首先受到损伤的区域。

大多数关于阿尔茨海默病治疗的研究,都集中在靶向导致致病性β淀粉样蛋白和 tau 蛋白积累的途径上。然而到目前为止,所有的靶向药物都没有什么效果。这也让人们开始思考,是否应该换一个方式或嫌疑人目标,以寻找阿尔兹海默病和其它神经退行性疾病更好的治疗方法。

脑细胞不可再生?最新研究反转,成年人脑中仍有大量新生神经细胞

(来源:BMRI)

研究人员表示,“我们的数据揭示了人类海马区域未成熟神经元的动态群体在整个生理和病理老化过程中的存在,直到生命的第十个十年。”如果证明神经发生可以改善记忆,那么刺激阿尔茨海默病患者海马中新神经元的生长,或许会产生治疗阿尔兹海默病的新疗法。

未参与该研究的威斯康星大学麦迪逊分校的神经生物学家 Xinyu Zhao 表示,“这是第一个真正有力的证据,表明人类阿尔茨海默病患者的神经发生减少。”

值得一提的是,最近已有研究测试了促进啮齿动物海马体中神经元生成的方法,例如运动和某些药物,并且已经表明这些方法可以减轻阿尔茨海默病小鼠模型中的认知缺陷。而研究人员的下一个巨大挑战,就是要弄清楚这些结论是否可以转化到人体中。

本文转载自 :DeepTech深科技


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