Nature新研究挑战细胞存活传统理论

　　来自加州大学旧金山分校的研究人员在一系列实验中意外发现移植到新生小鼠大脑中的胚胎神经细胞能够存活，这一成果为有可能利用神经细胞移植治疗诸如阿尔茨海默氏症、癫痫、亨廷顿氏舞蹈病、帕金森氏病和精神分裂症等疾病增加了希望。研究论文发表在10月7日的《自然》(Nature)杂志上。

　　新论文中的这些实验本不是为了测试胚胎神经元移植是否可以有效治疗任何特异疾病。然而，它们提供了原理证明分泌γ-氨基丁酸(GABA)的中间神经元(一种与许多不同的神经系统疾病相关联的脑细胞类型)可以大量添加到大脑中，并在不影响内源中间神经元的情况下存活。

　　移植后这些细胞的存活数量远远超过预期，让加州大学旧金山分校Arturo Alvarez-Buylla博士和前研究生Derek Southwell博士领导的这个研究小组感到大为震惊。

　　盛行的理论认为发育神经元的存活就像是随乐声抢椅子的游戏。大脑对这些细胞的容量有限，使得它们之间为了为数不多的可用插槽而互相竞争。只有那些找到地方“坐下”(并接收到来自其他细胞类型存活信号)的细胞在音乐停止时才会存活。其余的则死亡。

　　根据这一理论，加州大学旧金山分校研究小组原预期只有固定少量的移植胚胎中间神经元会在年老的受体小鼠大脑中存活，不管移植的细胞有多少。然而他们发现的却极其不同：不管他们移植多少细胞，都有恒定比例的细胞存活下来。

　　“这一恒定的存活率表明其他协作研究已证实具有巨大治疗前景的这些细胞，可以相当数量添加到皮质上，”加州大学旧金山分校伊莱和伊迪特-布罗德再生医学和干细胞研究中心成员、神经外科教授Alvarez-Buylla说。

　　加州大学旧金山分校及其他地方的研究过去曾证实移植这些细胞可以在受体大脑中构建出一个新的可塑性关键期，减少癫痫动物模型的发作，并减少实验大鼠帕金森氏病样的运动障碍。这些细胞的活性常在阿尔茨海默氏症中遭到破坏，在精神分裂症患者大脑中它们的数量也发生了改变。当移植到脊髓中时，它们可以帮助减少疼痛感觉。

　　在当前的研究中，研究小组发现当他们改变移植细胞的数量时，恒定比例而非恒定数量的细胞得以存活，表明一部分细胞注定要通过细胞自主机制死亡，且抑制性神经元自身分泌了一种存活因子。研究显示可以比原来认为要多得多的数量来移植这些中间神经元。这一结果有可能对于利用这些细胞来纠正疾病大脑缺陷具有重要的意义。

　　细胞生存取决于未知 “信号”

　　GABA能中间神经元是脑功能的必要条件，因为它们通过生成抑制信号在大脑皮质中起平衡“兴奋性”神经元功能的作用。如癫痫、阿尔茨海默氏症、亨廷顿氏舞蹈病、帕金森氏症和精神分裂症等疾病都与这一兴奋/抑制平衡破坏有着各种关联，在所有这些疾病中均证实存在GABA能中间神经元问题。

　　这些GABA能中间神经元并非在大脑皮质中生而即有。它们在发育大脑一个遥远的部分生成，然后朝着它们最后的目的地迁移，最终这些神经元将整合到大脑皮质中功能性环路中。数十年来，科学家们并不知道这些中间神经元的适当数量是如何决定的，许多如何形成，它们何时死亡，许多在到达大脑皮质后是如何存活的。新论文解答了这些未知问题中的一些，并揭示了一个意想不到的结果。

　　人们普遍认为神经元的数量是由其他靶细胞提供的存活信号有效性所决定。这一通常被称作“神经营养假说”的观点是基于上世纪40年代获得诺贝尔奖的实验，它揭示了在脊髓和外周神经系统中发育神经元存活的的机制。那项工作表明只有能够正确连接神经系统外靶标的神经纤维才会存活，这些靶标生成了一种称作神经生长因子的蛋白，负责维持神经存活。

　　多年来，神经营养假说一直主导着脑细胞生存和死亡机制及原因的观念。“神经营养假说从那以后被假定为适用所有神经元类型，以及神经系统的所有区域，”Southwell说。

　　这一假设是一旦GABA能中间神经元蜿蜒而行至大脑的正确部分，只有与已在那的其他神经元融合的细胞会受到一种蛋白和一些其他因子的保护存活下来。相反的是，移植中间神经元以一种不依赖于竞争受体中其他细胞类型生成的存活信号的方式决定存活。

　　尽管新实验还不能推翻这一理论，因为它适用于脑外神经连接靶标机制，他们认为有可能有一些别的事情与GABA能中间神经元一起发生。