活到老长到老!脑细胞到90岁时依然能新生

日期:2019-03-26    来源: 学术经纬       分享 :

希望于借助新生神经元预防和治疗神经系统疾病的人们一时欣喜一时失望。

就在一年前,先后两项重要研究就得出了相反的结论。以顶尖神经科学家Arturo Alvarez-Buylla教授领衔的团队在《自然》上发表研究称,从十几岁以后,人的大脑中就观察不到新生的神经元了。这一结论不禁令人悲伤。而另一项几乎同时发表在《细胞·干细胞》的研究则认为,新生神经元从青少年到老年都存在。

这一次,刚刚在线发表于《自然·医学》(Nature Medicine)的一项研究带来了振奋人心的好消息!来自西班牙马德里自治大学的科学家们,采用“严格控制条件下获得的大脑样品和最先进的组织处理方法”,在健康成年人脑中的海马区观察到新的神经元产生,而且这种新生能力终生持续,至少可以更新到90岁!

海马区是大脑中与学习记忆有着密切关系的一个脑区,它的变化也与多种神经系统疾病有关。以最常见的神经退行性疾病阿兹海默病(AD)为例,患者的海马区会受到严重影响,海马齿状回部位的细胞形态发生明显改变。海马区也是科学家研究成体新生神经元时最为关注的区域。

此次Maria Llorens-Martin博士领衔的研究团队首先检查了13名年龄在43岁~87岁的死者大脑。这些研究对象来自西班牙当地的脑库,经过科学家对其病例的仔细评估,确保死前没有患任何神经疾病或认知障碍,神经系统处于健康状态。

通过免疫荧光染色的方法,研究人员在脑组织样本中的海马齿状回部位观察到数千个表达DCX(双皮质素)的细胞。DCX在处于分裂相的神经元和分裂后的子神经元早期有表达,通常被用来指示新生的神经元。为确认DCX信号的可靠性,研究者用了四种不同的DCX抗体来确认齿状回的阳性信号,同时在其他脑区以及海马区的其他亚区(CA1、CA3区)只有阴性信号。

▲优化组织处理方法后,在神经系统健康的成年人脑组织中,海马齿状回(DG)可以观察到DCX阳性的新生神经元

同时,对代表神经元不同发育阶段的分子标志物进行免疫组化的结果表明,这些新生细胞处于向成熟神经元分化的各个阶段,并且具有不同的形态特征。这个结果意味着,在神经系统健康的成年人脑中,海马区神经元的新生是个持续不断的过程,并且有可能添加到既有的神经网络中发挥功能。

有意思的是,这项研究还用免疫染色的方法检查了45名年龄在52~97岁的AD患者的死后大脑。与神经系统健康者相比,AD患者的新生神经元不仅比同龄人要少得多,也少于正常衰老的年长者。而且,新生神经元不仅总数更少,分化为成熟神经元的比例也更低,也就意味着能够加入神经网络的细胞更少。这一结果更加说明,AD并非生理性的衰老,而是一种神经系统遭到破坏的疾病。

▲AD患者的海马齿状回中,DCX阳性的新生神经元数量显著少于健康人,且病程越重,新生神经元越少

那么,为什么这次的研究结果会和过去未检测到成年新生神经元的研究结果不一样呢?虽然研究方法类似,都是对死后人脑组织的免疫染色分析,但Maria Llorens-Martin博士指出,原因很可能在于这次他们优化了大脑组织的处理方法,获得了质量更好的组织样本。

就以死后取得大脑进行固定处理的时间来看,此次研究样本的死后处理时间几乎都控制在2.5小时~10小时,而此前Arturo Alvarez-Buylla教授未检测到新生神经元的研究中,这个处理时间长达48小时,时间的延迟很有可能造成标记物DCX信号显著下降,使研究者未能观察到新生神经元。

尽管在成人脑中观察到的新生神经元从数量和功能上是否能够为修复损伤、治疗神经疾病提供支持还需要后续很多研究,不过至少,能够持续更新到90岁的大脑让我们倍感励志。

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