成年后,大脑海马体依然可以新生神经元

Young neurons glow red in this brain tissue from a 68-year-old.(图片来源:LLORENSLAB)


来源丨生物探索(ID:biodiscover)

撰文丨符苏


《都挺好》是最近一部热播的电视剧,讲述的是原生家庭背景下两代人之间的和解故事。最后的结局是,让人“又爱又恨”的剧中角色苏大强最终患上了阿尔兹海默症,一种让中老年人丢失记忆、发呆、迷路、失去语言能力的神经衰退性疾病。


在医学上,关联这一疾病的有一个重要的大脑区域,即海马体(hippocampus),负责存储、检索记忆,同时也是受阿尔兹海默症影响最严重的脑区域之一。


早前,曾有研究认为,海马体会一直产生新的神经细胞,这一过程被称为“神经发生”(neurogenesis)。虽然随着年龄增长,新生细胞的数量会有所减少,但是这一能力并不会丢失。然而,这一理念一直备受争议。



2018:成年后神经元“停产”





https://doi.org/10.1038/nature25975


2018年3月,《Nature》上一篇题为“Human hippocampal neurogenesis drops sharply in children to undetectable levels in adults”的文章颠覆了过去的理论,来自加州大学旧金山分校的神经学家发现:一旦成年,大脑海马体区域的神经元似乎就停止再生了。


这项研究无疑给阿尔兹海默症带来了“打击”,因为科学家们曾寄希望,利用大脑产生新神经元的能力,来治疗阿尔茨海默症和帕金森病等神经退行性疾病。”



2019:故事“反转”


现在,又一篇新研究让故事出现了“反转”。科学家们在老年人的脑组织中发现了新生的神经元。



https://doi.org/10.1038/s41591-019-0375-9


来自马德里Severo Ochoa分子生物学中心的神经学家María Llorens-Martín和团队在《Nature Medicine》期刊上发表文章提供了明确的证据:即便早已过了中年,大脑依然有能力生产出新的神经细胞。


他们推测,过去之所以未发现这些新细胞,可能与研究方法局限有关。例如,《Nature》上的那篇“神经元成年停产”的文章,研究人员分析了50份人类大脑组织样本,这些样本多已在固定多聚甲醛(fixative paraformaldehyde)中浸泡数月甚至数。María Llorens-Martín认为,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。


María Llorens-Martín团队最新发现,脑组织中的DCX蛋白会在多聚甲醛浸泡48小时后急剧下降。“6个月后,想在固定样本中发现新生的神经元细胞,几乎是不可能的。”她解释道。


所以,他们缩短了固定的时间——24小时。通过分析13份成年人捐赠的脑组织(年龄范围在43-87岁),他们在齿状回(海马体的一部分)中发现了数万个表达有DCX的神经细胞。


在显微镜下,这些神经元表现出“年轻的特质”:光滑、丰满,有着简单而未发育的分支。


在最年轻的捐赠脑样本中(患者43岁时去世),研究团队发现,每平方毫米的脑组织中约有4.2万个未成熟神经元。从43岁到87岁,新生神经元数量明显减少了30%。这意味着,成年后,神经元的新生数量会随着年龄的增长而下降。


同时,研究团队还分析了45名阿尔茨海默病患者去世后的脑组织(年龄范围在52-97岁)。结果显示,阿尔兹海默症患者的未成熟神经元数量比同龄健康捐赠者得少30%。而且,痴呆症状越严重,未成熟神经元数量就越少。



争议还在继续


一些科学家仍然对此持质疑态度,包括去年《Nature》上那篇文章的作者、宾夕法尼亚匹兹堡大学的神经学家Shawn Sorrells。他认为,DCX染色并不能充分测量年轻的神经元,因为DCX蛋白也在成熟脑细胞中表达。而且,新研究并没有发现提供新生神经元的干细胞库。


更重要的是,Shawn Sorrells表示,即便在只固定了5小时的大脑样本中,他们也未曾在海马体找到年轻神经元的证据。


但是,María Llorens-Martín解释说,他们使用了与神经元发育相关的国中其他蛋白,以确认DCX阳性细胞是新生细胞。


María Llorens-Martín指出,这些新生神经细胞的减少出现在阿尔兹海默症的早期,比淀粉样斑块、神经纤维缠结(两大典型病症)的出现还早。她认为,如果可以刺激患者大脑中这类神经元的再生,或许有望治疗这一疾病。


本文转载自公众号“生物探索”(ID:biodiscover)

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