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推翻《Nature》:生命不息,神经发生不止...

日期: 2019-03-28
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  在神经科学领域中,最棘手的争议之一就是人类大脑是否能在青春期停止发育后产生新的神经元。这一过程称为神经发生。现在,一项新的研究发现,生命不息,神经发生不止——人类在整个生命周期都可以制造出新鲜的脑细胞。但是阿尔兹海默症患者的脑中的神经元数量会下降,而且这种疾病近年来已经变得愈发普遍了。

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这项新发现有助于临床医生在更早的阶段诊断阿尔兹海默症,并确定那些最有风险的人,让他们能从运动和其他促进新脑细胞产生的干预措施中获益。

几十年来,争议将神经科学家们分为两派:其中一些人认为到成年时,人类的脑细胞数量就已经达到了极限。如去年在《Nature》上发表的一篇论文指出,神经发生过程在青春期停止后会逐渐消失。


但另外一些人则认为新的神经元会在老年时继续产生。

在这项或有助于解决这一问题的新研究中,来自西班牙马德里自治大学的研究人员对13名年龄在43至87岁之间死者捐赠的脑组织进行了一系列测试。这些人的大脑在死前从神经学角度看都是健康的。

研究通讯作者、马德里自治大学神经科学家María Llorens-Martín发现,虽然健康大脑中含有新生神经元,但这个数字随着年龄的增长而稳步下降。在40至70岁之间时,大脑中新发现的神经元数量从每立方米40000个下降到30000个。他推测,过去之所以未发现这些新细胞,可能与研究方法的局限性有关。

这些新细胞诞生于大脑中被称为齿状回的部分。它是海马体的一部分。海马体在学习、记忆、情绪和情绪方面发挥着核心作用。新生神经元的逐渐减少似乎是和步入老年后的认知衰退同时发生的。研究表明,人到中年时,每增加一岁,齿状回中每平方毫米的神经元数量就减少大约300个。


图片来源:《Nature Medicine》

  这项3月25日发表在《Nature Medicine》上的研究表明,科学家们关于大脑是否能产生新神经元存在分歧的原因在于,不同的 测试和组织处理方法会带来不同的结果。

   Llorens-Martin说:“在同一个大脑中,我们既可能检测到很多未成熟的神经元,也可能检测不到,这完全取决于组织的处理过程。例如去年《Nature》那项研究中的59个人脑组织样本通常已在固定剂多聚甲醛中浸泡数月甚至数年。随着时间推移,多聚甲醛会让神经细胞变成凝胶,这使得荧光抗体很难与双皮质素(doublecortin,DCX,被认为是未成熟神经元的经典标志物)蛋白结合。”

去年那篇《Nature》中,在新生儿的大脑(上图)中新的神经元(绿色)可见,但在35岁的男性(下图)的脑组织中看不到。图片来源:《Nature》

在新研究中,科学家们在研究了健康脑组织后,又继续研究在死前被诊断为阿尔兹海默症患者的大脑。这一次,他们分析了45名年龄在52至87岁之间的脑组织,并在齿状回发现了数万个DCX阳性细胞都有新鲜的脑细胞。在显微镜下,这些神经元具有年轻时的特征,光滑而丰满,而且有着简单而未发育的分支。这其中也包括一位87岁的老人,他是迄今为止发现的“神经发生”年龄最大的人。

虽然阿尔兹海默症患者也表现出了新大脑神经细胞产生的情况,但是却与健康大脑显著不同。即使是在疾病的早期阶段,他们大脑产生新神经元的能力也只有健康人的一半或四分之三。

Llorens-Martín说:“这对于老年痴呆症研究领域非常重要,因为你在健康受试者中检测到的细胞数量总是高于阿尔兹海默症患者的。这表明,一些不同于生理衰老的独立机制可能会导致新生神经元数量的减少。”她表示,这项研究得以进行要感谢那些慷慨的捐赠者。

她说,大脑扫描技术或许可以在未来检测到新生脑细胞,并在最早期确诊阿尔兹海默症。如果说对啮齿类动物的研究有何指导意义,那么最有可能是让患这种疾病的人从锻炼、社交和认知刺激中获益。

英国伦敦国王学院神经发生和精神健康实验室的负责人Sandrine Thuret说,这篇论文非常及时,并提供另一个有力的证据表明,成人海马体内正在发生神经发生。

Thuret说,阿尔兹海默症一旦受到影响并得到诊断,就不能通过恢复神经发生来治愈。但是她补充说:“在发病前,有可能将神经发生作为一种标记。如果能通过维持神经发生而阻止或延缓阿尔兹海默症认知症状出现几年,那么这个结果也是非常棒的。”

转自中国生物技术网

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