說到小龍蝦，你可能會立刻聯想到一頓美味，甚至可以具體到麻辣、醬香等不同口味，恐怕很少會在意關於小龍蝦大腦的事情。確實，小龍蝦的神經系統並不為人所熟知，然而，最新的科學研究發現了一個有趣的現象：小龍蝦竟然可以從血液中生長出新的腦細胞。
- 從血液中生成腦細胞
人類只能從特定的幹細胞中分化出神經細胞，最近的研究卻發現，小龍蝦可以將血細胞轉化成神經元來支持視覺和嗅覺迴路。儘管小龍蝦與人類在進化進程上有很大不同，但是這一發現也許可以為人類研究自己的腦細胞提供新思路。
小龍蝦，學名克氏原螯蝦，是一種隸屬於甲殼亞門軟甲綱十足目鰲蝦科的淡水蝦類。喜歡生活在湖泊、池塘、沼澤及水流緩慢的小溪等平靜的水體中，有很強的攀援和掘洞能力。對於從小龍蝦到人類等大多數生物來說，嗅覺神經始終處於動態平衡的狀態：一方面不斷受到損傷，一方面又持續重生。
小龍蝦修復神經的方式很獨特，它們將大腦基層中名為“巢（niche）”的簇狀物作為神經元寶寶的育兒所。在小龍蝦體內，每天會有約100個細胞吸附在巢上，隨後每個細胞分裂成兩個，並從巢上遷移出來，這就是成熟神經元的前體。其中，那些註定要成為嗅覺神經的細胞會遷移到大腦中特定的神經簇（9號、10號神經簇）上，在那兒經歷變身為新嗅覺神經的最後階段。試想一下，如果沒有補給，巢中形成的神經元前體會逐漸耗盡，然而這種現象並未發生，這意味著它們必定是在秘密地源源不斷地生成。美國馬薩諸塞州韋爾斯利學院的芭芭拉·貝爾茨從細胞培養實驗中發現，原來吸附在巢周圍的竟然是小龍蝦的血細胞。
首先，貝爾茨用一種可以控制血細胞產生數量的化學物質——“造血激素1”，來研究小龍蝦的血液中究竟發生了什麼。她在實驗中發現，這種化學物質可以改變巢中細胞的數量，那裡血細胞越多就意味會有越多的新生神經元 。
隨後，貝爾茨和她的研究團隊從小龍蝦體內提取出血細胞，用DNA染料標記，再注射到另外的小龍蝦體內。3天后，他們發現標記物在巢周圍出現。7天后，標記物到達9號和10號神經簇。7星期後，被標記的細胞開始分泌神經遞質——血細胞成功轉變為神經細胞。
- 小龍蝦能“大腦重生”，人也可以嗎？
貝爾茨說，血細胞轉變為腦細胞的過程仍然是個謎，然而，對該機制的探索，終有一天能幫助我們為人類的相關疾病找到治療方案。
“這個研究意義非凡。”倫敦大學學院的克里斯·梅森評價說，“它展示了通常被認為屬於完全獨立的兩個系統的細胞——造血細胞和造神經細胞——之間的聯繫。”
如何重新生成神經元一直是研究神經退行性疾病，如帕金森病的關鍵。“神經元通常被認為是由幹細胞轉化而成，”貝爾茨指出，“小龍蝦的神經元前體與人類的幹細胞功能相似，只是人類幹細胞不需要依靠媒介幫助，自身就具有重生的能力。”在人體內，一個幹細胞分裂成兩個，其中只有一個發生遷移並且分化出特定的功能細胞，而另一個繼續分裂出更多的幹細胞。
“從小龍蝦到人類，還有很長的路要走。” 美國梅奧醫學中心再生神經生物學實驗室的安東尼·溫德班克說，“然而，正如秀麗隱杆線蟲、果蠅和斑馬魚，我們可以從這些簡單的生物體模型中學到很多。”
分化，即細胞從一種類型轉變成另外一種的現象，是再生醫學領域的重要研究內容之一。劍橋大學的約翰·戈登和日本京都大學的山中伸彌就曾因為成功將人體表皮細胞誘導為具有分化功能的幹細胞，而榮獲2012年諾貝爾生理學或醫學獎。然而，與他們的人工誘導不同，小龍蝦實驗中細胞間的轉化完全是自然過程。如果未來的研究能夠進一步揭示小龍蝦血細胞重組為神經元的過程，這將為很多人體疾病的治療指出新的、更好的研究方向。
本文選自《科學畫報》
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