瑞典隆德大學(xué)和卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院研究人員，研究發(fā)現(xiàn)中風(fēng)后大腦用一種過去科學(xué)家不知道的機(jī)制生成新神經(jīng)元，研究結(jié)果發(fā)表在10月10日的《科學(xué)》上。

中風(fēng)是導(dǎo)致人類患者死亡的最重要疾病之一，僅次于心臟病。中風(fēng)包括出血性和缺血性血管疾病兩大類，但都會(huì)導(dǎo)致腦組織的缺血壞死。缺血性腦血管疾病包括腦栓塞或腦血栓，雖然發(fā)病原因不同，但病理過程和結(jié)局類似。都是因?yàn)榇竽X血管被阻斷，導(dǎo)致腦組織的血流供應(yīng)中斷，組織缺血缺氧，導(dǎo)致大量神經(jīng)元壞死，并由此導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)、感覺和認(rèn)知等一系列大腦功能障礙。

采用腦缺血小鼠模型，通過細(xì)胞示蹤技術(shù)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)奇怪的現(xiàn)象，星形膠質(zhì)細(xì)胞能再損傷不為轉(zhuǎn)化成為神經(jīng)元。利用遺傳方法，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)腦缺血區(qū)星形膠質(zhì)細(xì)胞竟然可以變成幼稚的神經(jīng)元，這些幼稚的神經(jīng)元可發(fā)育為成熟神經(jīng)元。隆德大學(xué)實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)研究教授Zaal Kokaia說：“這是首次證實(shí)中風(fēng)后星形膠質(zhì)細(xì)胞能夠形成新的神經(jīng)細(xì)胞。”

研究還確定了調(diào)控星形膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元的信號(hào)機(jī)制。阻斷星型膠質(zhì)細(xì)胞Notch信號(hào)通路可啟動(dòng)這一過程。Notch信號(hào)通路廣泛存在于脊椎動(dòng)物和非脊椎動(dòng)物，在進(jìn)化上高度保守，通過相鄰細(xì)胞之間的相互作用調(diào)節(jié)細(xì)胞、組織、器官的分化和發(fā)育。Notch信號(hào)通路由Notch受體、Notch配體、CSL DNA結(jié)合蛋白、其他的效應(yīng)物和Notch的調(diào)節(jié)分子等組成。1917年，Morgan及其同事在突變的果蠅中發(fā)現(xiàn)Notch基因，因該基因的部分功能缺失會(huì)在果蠅翅膀的邊緣造成缺刻（Notch）而得名。哺乳動(dòng)物有4種Notch受體（Notch1- 4）和5種Notch配體。Notch信號(hào)的產(chǎn)生是通過相鄰細(xì)胞的Notch配體與受體相互作用，Notch蛋白經(jīng)過三次剪切，由胞內(nèi)段（NICD）釋放入胞質(zhì)，并進(jìn)入細(xì)胞核與轉(zhuǎn)錄因子CSL結(jié)合, 形成NICD/CSL轉(zhuǎn)錄激活復(fù)合體，從而激活HES、HEY、HERP等堿性-螺旋-環(huán)-螺旋轉(zhuǎn)錄抑制因子家族的靶基因，發(fā)揮生物學(xué)作用。

在健康大腦中，Notch信號(hào)通路激活，抑制了星形膠質(zhì)細(xì)胞向神經(jīng)元的轉(zhuǎn)化，星形膠質(zhì)細(xì)胞不會(huì)生成神經(jīng)元。中風(fēng)后這一Notch信號(hào)通路被抑制，星形膠質(zhì)細(xì)胞可以啟動(dòng)這一過程，轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元。Zaal Kokaia說：“有趣的是，在未中風(fēng)小鼠阻斷Notch信號(hào)通路，星形膠質(zhì)細(xì)胞也能轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元，表明不僅中風(fēng)可激活這一過程。因此，這一機(jī)制也可能在其他的腦損傷同樣發(fā)生，刺激這一過程將可成為治療中樞神經(jīng)損傷的一個(gè)有用策略。”

研究發(fā)現(xiàn)，這些新神經(jīng)元與其他細(xì)胞形成了突觸，這些神經(jīng)元是否具有功能，以及它們?cè)趧?dòng)物和人類中風(fēng)患者康復(fù)過程中的具體貢獻(xiàn)仍有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

十年前，Kokaia和Lindvall等第一次證實(shí)中風(fēng)導(dǎo)致成體大腦自身神經(jīng)干細(xì)胞可形成新神經(jīng)元。最新研究發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了當(dāng)成體大腦遭受諸如中風(fēng)等重大打擊時(shí)，它會(huì)極力去利用各種機(jī)制來修復(fù)自身。從星形膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元的發(fā)現(xiàn)也證明一個(gè)道理，生物體內(nèi)許多細(xì)胞都可能具有潛在的干細(xì)胞能力，只不過需要一定的條件。機(jī)體修復(fù)自身的能力遠(yuǎn)高于我們的估計(jì)。這項(xiàng)研究的一個(gè)重要突破是，首次證明成體大腦自身修復(fù)可通過將星形膠質(zhì)細(xì)胞激活轉(zhuǎn)化為神經(jīng)干細(xì)胞。

資深神經(jīng)病學(xué)教授Olle Lindvall說“現(xiàn)在的一個(gè)主要任務(wù)是探討人類大腦是否存在類似過程，眾所周知，健康人類大腦中新神經(jīng)細(xì)胞在紋狀體內(nèi)形成。新研究提出一種可能，即其中一些神經(jīng)細(xì)胞可能來自局部星形膠質(zhì)細(xì)胞，根本不需要經(jīng)過長(zhǎng)途跋涉運(yùn)輸過來，這在過去的模型中一直是一個(gè)讓科學(xué)家困惑的問題。如果這一機(jī)制在人類大腦也起作用，不僅對(duì)于中風(fēng)患者具有重要的臨床意義，在帕金森氏病和亨廷頓氏病等其他神經(jīng)退行性疾病也具有潛在的應(yīng)用前景”

原文檢索：

Magnusson.SM.pdf

J.P. Magnusson, C. Goritz, J. Tatarishvili, D. O. Dias, E. M. K. Smith, O.Lindvall, Z. Kokaia, J. Frisen. A latent neurogenic program in astrocytesregulated by Notch signaling in the mouse. Science, 10 October 2014; DOI:10.1126/science.346.6206.237