《自然》:死一个少一个!成年人脑细胞无法再生

佩襄 医学 1.5K+

在过去的几十年里,不断有新的证据表明,人类大脑神经元是可以自我更新的,这无疑给治疗和预防神经系统疾病带来了希望。不过这个希望在被暂时打破了。

《自然》上的一项新研究表明,人类大脑中新生神经元的数量会随发育急剧下降,而成年人则不会产生新的神经元。

真的是个悲伤的消息,这意味着我们的脑细胞用一个少一个,一傻不复还了。

对于人类大脑中新生神经元的争论是自古就有的。神经科学刚刚发展起来的时候,学界的普遍共识就是,大脑神经元像心肌等细胞一样,出生的时候是多少就只有多少,不会进行自我修复和更新。

2013年的一项研究更是令学界大振——通过分析55名死者脑组织的单个神经元,卡罗林斯卡研究所的研究者们得出了一个结论,人类大脑海马齿状回中,每天都能产生700个新的神经元。

海马是人类大脑中的一个关键区域,它已经被证实,和学习、记忆、压力、锻炼等多个生理过程有关,它的变化涉及到各类神经系统疾病。如果大脑可以通过产生新的神经元进行自我更新,那么提高先天再生能力来恢复受损大脑的活动就变成了一条可行的路。

本项研究的通讯作者之一,就职于加州大学洛杉矶分校的Arturo Alvarez-Buylla也是致力于这个领域的研究者之一。过去的三十年里,他对大脑新生神经元科研做出了极大的贡献。他也坚信,在成年人类大脑中也存在新生神经元。然而事实并非如此。

鉴于人类大脑标本实在难以获得,Alvarez-Buylla教授组建了一个国际团队,最终获得了59份人类脑组织标本,分别来自尸检样本和癫痫手术切除的脑组织样本,其中成年人的年龄层从18-77岁。这项工作我国复旦大学脑科学研究所的杨振刚教授也有参与,并名列通讯作者之一。

研究者对这些脑组织样本进行了抗体荧光标记,并通过影像学技术确认细胞形态来验证。结果显示,脑部的新生神经元主要出现在胎儿发育期,并在14周的时候数量达到顶峰,22周以后则开始减少;同时,新生神经元表现出细长而简单的细胞形态,并随着发育逐渐生长为成熟的神经元形态。而到了7岁左右,就基本不会再产生新生神经元了。而在成年人的脑标本中,研究者没有发现任何分裂细胞/新生神经元的迹象。从整体结果来看,毫无疑问,我们能够得出结论,海马的新生神经元数量在出生后显著下降,并且成年之后基本不会产生新神经元。但是这项研究成果与以往的一些数据既然相反,在同领域的研究者之间引起了争议。

德国德累斯顿科技大学的神经科学家Gerd Kemperman表示,只是科学家没有观察到新的神经元,这并不意味着新神经元不存在。研究中使用的脑组织毕竟只是样本,对新生神经元标记的可靠性很大程度上取决于组织的质量,很容易受外部环境的影响。另外一些神经科学家还提出,脑组织的主人身体和神经状态也是很重要的。运动、压力、疾病等因素都会影响新生神经元的数量。

对于这些疑问,Alvarez-Buylla教授表示认同,并提出了自己的看法。既往研究的标记方法有可能混淆了新生神经元和胶质细胞,因为它们会产生同样的标志物;另一方面,脑组织受到死亡情况和疾病情况的影响,但是在具有多种死亡原因和疾病状态的患者组织都得到了类似的结果,这也能够一定程度上说明问题。研究者承认这项研究的局限性——再怎么仔细地检测,也不能够完全说明海马中不存在新生神经元。但是第一作者之一的Shawn F. Sorrells也提出了一个观点:“我们退一步想,如果新生神经元已经罕见到我们无法检测,那么它真的在海马的记忆和学习功能中发挥重要作用吗?”

乐观一点想,发现成人海马不存在新生神经元,也未必是件坏事。目前我们已知啮齿类动物和禽类成年后仍会产生新的神经元,而海豚和鲸类这些更加聪明、行为更加复杂的水生动物则也不会产生新生神经元。知晓了这些差异,对于我们进一步研究这些差异为何产生是很有帮助的。

参考资料:

https://www.nature.com/articles/nature25975#f14


标签: 神经

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