为什么人体的神经细胞无法再生?

飞龙在天9783


人体结构非常复杂,有很多基因相同但是功能不同的细胞,基因选择性表达形成了各处组织细胞,也造成了神经细胞、心肌细胞等缺乏再生能力,但却不是完全无法再生。

神经损伤一般会给人带来很多的麻烦,如果是胳膊腿上的主神经丛断了,即便手术中有神经干吻合手术,依然不能使断肢的功能完全恢复如初,更多的是保证肢体的完整性,功能的恢复却要看断肢神经干吻合后的契合度等;大脑、脊髓等处的神经干损伤造成的危害更大,大脑的神经元坏掉一部分,轻者无症状,重者则可能有中风、偏瘫等,并发后也是只能部分恢复功能;脊椎断了之后,断处以下的身体部位就完全没有知觉和行动能力了,即高位截瘫。这些疾病或损伤难以恢复主要就是神经细胞是高度特化的一类细胞,缺乏分裂增生的能力,后天功能的发育主要是神经突触连接的断裂或者重构,如果神经元的轴突断掉,神经元自己无法重新长上,主要是分裂能力实在有限,一般是通过周围的神经元的轴突伸长形成新的连接保存功能(旁路)。

虽然大部分神经细胞缺乏分裂再生的能力,但是不是说神经细胞真的无法再生,而是很多时候再生的那一点点神经元无法弥补已经损失的功能。有研究显示,哺乳动物的海马体、嗅球等神经组织中可以有新生的神经元,整合在生物原有的神经组织中,增强生物的感知或者学习记忆的能力。外周神经损伤可以通过旁路有一定恢复,中枢神经系统大脑损伤恢复的难点在于大脑的神经组织原本因为相互之间形成了非常复杂的突触连接,储存着很多的信息,不同的脑区域的神经功能也稍有不同,一旦脑组织破坏,这些连接就不存在了,即便有周围有新的神经细胞长过来将损伤区域重新填充,相应的功能损伤仍难以恢复。而现在也有一些辅助的治疗技术,利用神经元干细胞可以促进神经组织损伤的恢复,但是还不能完美地治疗神经组织损伤带来的损伤。

主要还是因为人类的生命科学发展还不够,神经元虽然长,但是毕竟是细胞,很难观测到其全球的精细结构和功能发挥的过程,就难以破解神经元再生的难题,然而现在的一些技术也显示,未来治愈神经损伤导致的疾病,还是有相当希望的。


来看世界呀


人体的神经细胞不能再生?这个结论本身就是充满争议的。最近的研究进展说明,人体的神经细胞是能够再生的。

传统的神经科学观点认为,神经产生只在胚胎和1岁以下的婴儿中发生,在人类成年人大脑,神经细胞难以再生。这个也是长期以来主流神经生物学界的观点。究其原因,主要是在成年人中,神经干细胞数量减少并且再生能力减弱,同时,神经系统本身分泌大量的抑制因子,组织神经细胞再生。所以神经细胞再生是非常困难的。但是神经细胞到底能不能再生呢,这就是另外一个问题了。


2018年,来自美国哥伦比亚大学的M. Boldrini研究团队在《细胞·干细胞》中发表了关于新生神经元的研究论文。他们采用了28个在死亡前健康的个体的大脑,年龄跨度在14岁和79岁之间。研究显示,即使在老年阶段,他们在大脑的海马区域仍然检查到数以千计的新生神经细胞,证明神经细胞是可以再生的。

2019年的3月在另一个顶级杂志《自然·医学》中,科学家检测了13名在43岁和87岁之间的健康人体尸体的大脑切片,也在海马体上看到了上千数量的新生神经细胞。他们指出,他们的样品是在个体死亡10小时之内搜集到的,而且在样品处理不超过24小时。暗示以前没有发现这些结果,可能是样品处理时间过长引起的。



越来越多的研究表明,人体在成年后还能新生神经细胞。这个在动物实验中也有说明。在动物实验中,比如果蝇和老鼠中,研究人员不仅能证明有新的神经细胞产生,同时还能说明这些新产生的神经细胞是发挥作用的。



所以,我们希望更新大家的认识,请记住,人体的神经细胞是能再生的。


科学慢衰老


脑部一旦发育完成,就不会再改变 — Santiago Ramón y Cajal 在 90 年前如是说。然而到目前为止,神经科学家都未能确认 Cajal 的假说是否正确。近月两份报告再将引起这个争议:究竟人脑会不会再生长出新的神经元?

小时候顽皮,总会惹得父亲「扎扎跳」。好几次父亲忍不住说:「你每次这样都会激死我的脑细胞—它们死了就不会再重生。」当时我不知道这种说法有没有根据,但或多或少学乖了点。长大后发现,神经科学家在 1980 年代起开始对脑细胞再生有了新看法。不少研究均指出成年老鼠有能力制造出新神经元,当中不少集中于研究与记忆力有关的「海马体 (Hippocampus) 」。类似现象也在其他哺乳类动物身上发现。

既然哺乳类动物能生长出新神经元,科学家推测人类也可能有类似机制。部份人体研究证据也发现,神经元会在成年后继续生长,且广为其他科学家引用。一份 2002 年研究更指出:「近年我们对大脑了解立下了一个里程碑,与早期学说不同,成年神经系统能产生新神经元。」这个现象被称为成年神经生成 (Adult Neurogenesis) ,成为了神经科学与干细胞研究最重要议题。

成年神经生成的发现为科学家带来了新希望:若人体也有类似能力,可持续制造神经元,那不代表可以类似机制医治不少神经性疾病?换言之,科学家会有新方法治疗中风、失智症,甚至脑创伤等问题。一时间,不少研究尝试找出不同方法,增加人体中的成年神经生成。而科学博客 Scott Alexander 在《Slate Star Codex》撰文讨论神经生成的假说时,他引述数份研究指,运动有助神经元生长、性爱有助神经元增长、血清素会增加神经生成等。另外,他也指出不少科普书籍、医生文章、自然疗法网站,都有提及类似「XXX 能增加脑部神经元生长」的消息。 Scott Alexander 笑言,还有甚幺不是跟神经生长有关?各种研究都假定了「人体神经生成」机制存在。

每当故事听起来 Too Good to be True 时,就要加倍小心 —— 不是说人体成年神经生成不正确——至少在部份动物中存在。但科学家要找出事实,就必须小心求证,万不能「大安旨意」。事实上,科学家对成年神经生成的理解尚浅,而且部分研究都有再三强调:研究只集中于检测遗体样本,未能确认成年神经生成在人体存在。

一份三月刊于《自然》的报告则挑战了科学家对人体成年神经生成的理解。神经科学家 Arturo Alvarez-Buylla 与其研究队伍分别检验了来自遗体和脑癎病人的脑部样本。这次他们采用的样本质量相当高,而且包含不同年纪、生长死后的样本,更能反映事实。研究发现,人类出生后的神经生成率就会大幅下跌,在 13 岁后无法再测量到神经生成。更有趣是,虽然过往研究一般认为人类和老鼠一样,神经生成都是始于海马体的齿回内侧区 (subgranular zone) 。然而,他们却未能在人体海马体中发现明显的齿回内侧区结构。简单而言,他们未能测量到人类在出生后,会有明显神经生成活动。不止是人类,早前其他研究也未能从鲸鱼或海豚中,发现任何成年神经生成迹象。[1]

然而,认为神经生成存在,且认为这现象是神经科学里程碑的 Fred Gage 就对 Alvarez-Buylla 的发现有怀疑。他接受科普作家 Ed Yong 访问时,指出 Alvarez-Buylla 等人检验的属于遗体样本,而他们只是在找出年轻神经元和细胞分裂有关的生物记号(即是一些特征),而非神经生成本身。另一个 4 月刊于《Cell Stem Cell》的研究,也为神经生成存在提供了点新证据。这个由哥伦比亚大学神经生物学家 Maura Boldrini 主导的研究,就检验了 28 个 14–79 岁的健康遗体脑部样本。所有样本都在死者死后 26 小时内取得。研究队伍以不同方法检验了与成年神经生成有关,存在于海马体中的齿状回 (Dentate Gyrus) 结构。他们测量的分别为结构中,新血管形成幅度、容量和不同成熟时期的细胞数量。这个齿状回结构,相信与神经生成有关。

他们发现,在齿状回的前中部份,老年人神经祖细胞数量明显比年轻人少。不过,这类细胞数量减少并没有减少到它们产生的新神经元数量——研究人员从不同年纪的脑部不同位置中,发现数千个未成熟神经元。也就是说,虽然祖细胞减少,但人体有方法在成长期间生产足够的神经元。然而,研究人员同时发现,虽然新神经元增生不会随年纪减少,但它们的连接和可塑性,即是神经可塑性 [2] 的能力会随年纪减少。换言之,这也解释到为什么年纪增长会令健康无病痛的人,增加情绪或认知问题。 Boldrini 等人相信,神经生长生产新神经元可弥补认知和情绪能力下降的现象。

然而,Alvarez-Buylla 研究队伍的神经生物学家 Mercedes Paredes 则认为 Boldrini 的结果未有挑战到他们的发现。他指出,上月发表的研究也发现到类似「未成熟」神经元,但再进一步分析后却发现它们是由不同细胞形成,而非神经元。他们坦言,就算真的有神经生长发生,相信也只是极罕有的现象。

那究竟是搞什么鬼?

科学研究是一个发现新大陆的过程:你不知道新大陆存在与否,也不知道航行方向是否正确。每个科研队伍就如同船队在未知的浩瀚海洋进发,没有人知道会不会有结果、有部分研究可能有失误。科学家只能透过其他「船家」之前的发现,去慢慢摸出新知识。可是,以往研究就主要集中于其他动物,例如科学家(相对)很清楚老鼠和小鼠等脑部生理机制,虽令科学家有点「头绪」应向哪一个方法继续研究,但同时也限制了我们对人体的了解。因此,科学家要对人脑增加了解,不能再单纯相信过往研究的假设,而是要提升新研究质量:从样本数入手、改善样本收集质量等。

人体成年神经生成是否存在仍属未知之数,但观乎上月研究,也许科学家需重新检验过往数据、重新设计研究。最终或会发现成年神经生成存在,不过并没有想象中强大,又或者如同 Alvarez-Buylla 推测:人类之所以是人类,就是因为我们拥有更高智能,拥有不同资源分配机制,集中于「重新塑造」神经连接、适应力更强 ,而没有鼠类的神经生成机制。

这一切尚要科学家继续查证解答。

参考数据:

Scott Alexander (Slate Star Codex), Adult Neurogenesis - a Pointed Review, 4 April 2018

Ed Yong (The Atlantic), Do Adult Brains Make New Neurons? A Contentious New Study Says No, 7 March 2018

Jason Snyder, WTF! No neurogenesis in humans??, 7 March 2018

研究报告:

Sorrells, S.F., Paredes, M.F., Cebrian-Silla, A., Sandoval, K., Qi, D., Kelley, K., ... & Alvarez-Buylla, A. (2018). Human hippocampal neurogenesis drops sharply in children to undetectable levels in adults. Nature, 555. DOI: 10.1038/nature25975

Boldrini, M., Fulmore, C.A., Tartt, A.N., Simeon, L.R., Pavlova, I., Poposka, V., Mann, J.J. (2018). Human Hippocampal Neurogenesis Persists throughout Aging. Cell Stem Cell, 22, 4. DOI: 10.1016/j.stem.2018.03.015


水木99999


#科学每一天#

人体的神经细胞能够再生,这是肯定的!

1962.年,我在中山医读六年制医本科时,就听说组织胚胎教研组的徐静老师,她在莫斯科大学留学时,就发现“大脑神经细胞的有絲分裂。”用事实使当时莫斯科大学的同行教授最后给予肯定。在这个新发现的指导下,不久,国家医疗机构相继有“断脚再接成功”,“断指再接成功”,等报道。

徐静老师发现神经细胞的有絲分裂,年僅20多岁。借此,向年轻的科学家致敬!

以上答复,供参考。

谢谢阅读。



桂花芳香77105282


随着细胞科技水平的提高,人体的“神经细胞”是可以获得再生的……


詹建华


因为成人神经细胞生长能力在减退,有大量抑制因孑不断抑制神经元再生。只有几个月的婴儿才有再生能力。


手机用户54578927414


胚胎和婴儿期的神经干细胞分化功能强大,即使是中枢神经系统也可再生。动物随着年龄增长神经系统就慢慢失去功能,外周神经细胞属于有鞘神经,有再生的可能,而中枢脂肪性就不用想了,不可能再生。


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