科學家發現大腦干細胞的意外作用
閱讀：514發布時間：2015-1-12
幾十年來，科學家們認為，大腦中的神經元僅在早期發育時期生成，并且無法補充。然而，zui近他們發現，這些細胞具有分裂能力，并能在特定大腦區域中變成新的神經元。這些神經前體細胞的功能仍然是一個熱點研究領域。美國國立衛生研究院（NIH）的科學家報道稱，小鼠嗅覺系統（處理氣味的區域）中新形成的腦細胞，對于保持適當的細胞連接起著至關重要的作用。相關研究結果發表在2014年10月8日的《JournalofNeuroscience》雜志。
本文*作者、NIH國家神經系統疾病和中風研究所（NINDS）的科學家LeonardoBelluscio博士指出：“對于大腦干細胞來說，這是一個令人驚訝的新作用，改變了我們看待它們的方式。”
嗅球（olfactorybulb）位于大腦前部，接收直接來自鼻子關于環境氣味的信息。嗅球中的神經元將這些信息進行排序，并將信號轉播給大腦的其他部分，這時我們就意識到我們正在經歷的氣味。嗅覺喪失往往是各種神經性疾病的早期癥狀，包括阿爾茨海默氏病和帕金森氏綜合癥。
在一個稱為神經發生（neurogenesis）的過程中，成年以后生成的（adult-born）神經前體細胞，是在大腦深處的室下區中產生的，并遷移到嗅球中，它們認為那里是其zui終位置。一旦在適當的位置，它們就與現有的細胞形成，并被納入到神經環路中。
研究嗅覺系統的Belluscio博士，與NIH國家精神衛生研究所的神經發生研究員HeatherCameron聯手合作，來更好地了解新神經元的連續加入對嗅球的回路結構有何影響。研究人員利用兩種特別設計的小鼠類型，能夠在成人中特別靶定和消除產生這些新神經元的干細胞，同時保持其他嗅球細胞的完好無損。這一特異性水平在之前并沒有得以實現。
在*組小鼠實驗中，Belluscio博士的研究小組首先通過暫時堵塞動物的一個鼻孔，打亂嗅球回路的組織，來阻止嗅覺感官信息進入大腦。他實驗室之前的研究表明，這種形式的感官剝奪（sensorydeprivation）可使嗅球內某些預測戲劇性地被傳播出去，并失去正常條件下表現出的連接模式。這些研究還表明，一旦感官剝奪被逆轉，這種廣泛被中斷的環路，就可以自身重新組織，并恢復其原有的精度。
然而，在目前的研究中，Belluscio博士的實驗室發現，一旦鼻子是暢通無阻的，如果新的神經元被阻止形成和進入嗅球，那么環路就仍然處于混亂之中。Belluscio博士稱：“我們發現，如果沒有引入新的神經元，那么系統就無法從破壞的狀態中恢復。”
為了進一步探討這一理念，他的研究小組在沒有經歷感官剝奪的小鼠中，消除了成年后生成的神經元的形成。他們發現，嗅球組織開始打破，類似于被阻止接受鼻子感覺信息的動物中所看到的模式。他們觀察到，干細胞損失的程度和環路中斷數量之間存在關聯，表明干細胞的更多損傷，可導致嗅球中更大程度的混亂。
根據Belluscio博士介紹，人們普遍認為，成人大腦中的環路是相當穩定的，引入新的神經元會改變現有的環路，從而使其重新組織。他說：“然而，在這種情況下，環路似乎是天生不穩定的，需要經常供應新神經元，不僅是為了在中斷后恢復其組織，也是為了保持或穩定其成熟結構。盡管這種嗅球環路中細胞的不斷更換，但在正常情況下它的組織并沒有改變，這真的相當驚人。”
Belluscio及其同事推測，嗅球中的新神經元，可能對于保持或調節系統中的活性依賴變化很重要，這可以幫助動物適應不斷變化的環境。
Cameron博士稱：“我們非常興奮地發現，新神經元可影響嗅球中神經元之間的。因為整個大腦中的新神經元有許多共同的特點，很可能其他區域（如海馬體，參與記憶）中的神經發生，也產生類似的連通性變化。”
神經系統疾病和嗅覺系統變化之間關系的根本基礎還是未知的，但是可能來源于我們對嗅覺如何起作用的更好理解。Belluscio博士說：“這是一個令人興奮的科學領域。我認為，嗅覺系統對神經活動變化非常的敏感，鑒于它與其他腦區的，我們應該深入了解嗅覺喪失和許多腦部疾病之間的關系。hz-1229RAATF拮抗凋亡轉錄因子抗體
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