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上海滬宇發現大腦干細胞的意外作用

閱讀:532發布時間:2014-10-24


上海滬宇認為,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。上海滬宇稱,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。

嗅球(olfactory bulb)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。

在小鼠實驗中,上海滬宇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(sensory deprivation)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,上海滬宇在實驗室發現,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。上海滬宇稱:“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。

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。上海滬宇說:“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。"


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