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上海滬宇發(fā)現(xiàn)大腦干細(xì)胞的意外作用

閱讀:534發(fā)布時(shí)間:2014-10-24


上海滬宇認(rèn)為,大腦中的神經(jīng)元僅在早期發(fā)育時(shí)期生成,并且無法補(bǔ)充。然而,zui近他們發(fā)現(xiàn),這些細(xì)胞具有分裂能力,并能在特定大腦區(qū)域中變成新的神經(jīng)元。這些神經(jīng)前體細(xì)胞的功能仍然是一個(gè)熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。上海滬宇稱,小鼠嗅覺系統(tǒng)(處理氣味的區(qū)域)中新形成的腦細(xì)胞,對(duì)于保持適當(dāng)?shù)募?xì)胞連接起著至關(guān)重要的作用。

嗅球(olfactory bulb)位于大腦前部,接收直接來自鼻子關(guān)于環(huán)境氣味的信息。嗅球中的神經(jīng)元將這些信息進(jìn)行排序,并將信號(hào)轉(zhuǎn)播給大腦的其他部分,這時(shí)我們就意識(shí)到我們正在經(jīng)歷的氣味。嗅覺喪失往往是各種神經(jīng)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(gè)稱為神經(jīng)發(fā)生(neurogenesis)的過程中,成年以后生成的(adult-born)神經(jīng)前體細(xì)胞,是在大腦深處的室下區(qū)中產(chǎn)生的,并遷移到嗅球中,它們認(rèn)為那里是其zui終位置。一旦在適當(dāng)?shù)奈恢茫鼈兙团c現(xiàn)有的細(xì)胞形成,并被納入到神經(jīng)環(huán)路中。

研究人員利用兩種特別設(shè)計(jì)的小鼠類型,能夠在成人中特別靶定和消除產(chǎn)生這些新神經(jīng)元的干細(xì)胞,同時(shí)保持其他嗅球細(xì)胞的完好無損。這一特異性水平在之前并沒有得以實(shí)現(xiàn)。

在小鼠實(shí)驗(yàn)中,上海滬宇研究小組首先通過暫時(shí)堵塞動(dòng)物的一個(gè)鼻孔,打亂嗅球回路的組織,來阻止嗅覺感官信息進(jìn)入大腦。他實(shí)驗(yàn)室之前的研究表明,這種形式的感官剝奪(sensory deprivation)可使嗅球內(nèi)某些預(yù)測(cè)戲劇性地被傳播出去,并失去正常條件下表現(xiàn)出的連接模式。這些研究還表明,一旦感官剝奪被逆轉(zhuǎn),這種廣泛被中斷的環(huán)路,就可以自身重新組織,并恢復(fù)其原有的精度。

然而,在目前的研究中,上海滬宇在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn),一旦鼻子是暢通無阻的,如果新的神經(jīng)元被阻止形成和進(jìn)入嗅球,那么環(huán)路就仍然處于混亂之中。上海滬宇稱:“我們發(fā)現(xiàn),如果沒有引入新的神經(jīng)元,那么系統(tǒng)就無法從破壞的狀態(tài)中恢復(fù)。"

為了進(jìn)一步探討這一理念,他的研究小組在沒有經(jīng)歷感官剝奪的小鼠中,消除了成年后生成的神經(jīng)元的形成。他們發(fā)現(xiàn),嗅球組織開始打破,類似于被阻止接受鼻子感覺信息的動(dòng)物中所看到的模式。他們觀察到,干細(xì)胞損失的程度和環(huán)路中斷數(shù)量之間存在關(guān)聯(lián),表明干細(xì)胞的更多損傷,可導(dǎo)致嗅球中更大程度的混亂。

人們普遍認(rèn)為,成人大腦中的環(huán)路是相當(dāng)穩(wěn)定的,引入新的神經(jīng)元會(huì)改變現(xiàn)有的環(huán)路,從而使其重新組織。上海滬宇說:“然而,在這種情況下,環(huán)路似乎是天生不穩(wěn)定的,需要經(jīng)常供應(yīng)新神經(jīng)元,不僅是為了在中斷后恢復(fù)其組織,也是為了保持或穩(wěn)定其成熟結(jié)構(gòu)。盡管這種嗅球環(huán)路中細(xì)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(dāng)驚人。"


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