小鼠大腦的橫截面：藍色標示的細胞表達正常水平的Huntingtin基因，而紅色標示細胞的Huntingtin基因已經被敲除，再生能力較弱。
近日，來自美國加州大學聖地亞哥醫學院的研究人員在《自然》雜誌上發表論文稱，在皮質脊髓損傷小鼠的大腦中，腦細胞會通過恢復到胚胎狀態而啟動再生。這些腦細胞會重新形成突觸連接，並在適當的生長條件下，幫助小鼠恢復失去的功能。
修復大腦和脊髓的損傷可能是醫學上最艱鉅的挑戰。而這項新研究描繪的“成體大腦再生的轉錄路線圖”為完成這項任務提供了可能性。
“利用現代神經科學、分子遺傳學、病毒學和計算機的力量，我們首次確定了成體腦細胞中的全部基因是如何通過自我重置來促進再生的。這幅轉錄路線圖能夠幫助我們從根本上了解轉錄水平上的再生。”論文的通訊作者、加州大學聖地亞哥分校醫學院轉化神經科學研究所的主任Mark Tuszynski說。
在這項研究中，Tuszynski等人構建了皮質脊髓損傷的小鼠模型，結果發現，成體小鼠大腦中的成熟神經元在受傷後會恢復到胚胎狀態。“這真的太不可思議了，就在20年前，我們還認為成體大腦處於終末分化的靜止狀態，沒有辦法被改變。” Tuszynski說。
之前的研究發現，大腦的海馬體和室管膜下區會不斷產生新的腦細胞，在整個生命週期中不斷補充這些大腦區域。
“我們的工作進一步完善了這個概念。”Tuszynski說，“大腦的自我修復/替換能力並不侷限於這兩個區域。當一個成熟的大腦皮層細胞受到損傷時，它會在轉錄水平上恢復到胚胎狀態。如果再提供一個合適的生長環境，它還能夠再生軸突。這是這項研究的亮點。”
為了提供一個促進再生的環境，Tuszynski等人研究了脊髓損傷後受損神經元的反應。結果發現，Huntingtin基因（HTT）參與了促進神經生長和修復的遺傳通路。
之前的研究表明，當HTT突變時，會導致亨廷頓舞蹈症，這種破壞性的疾病會使大腦中的神經細胞逐漸崩潰。而這項新研究發現，“再生轉錄組”（皮質脊髓神經元中mRNA的集合）是由HTT基因維持的。在缺乏HTT基因的小鼠中，脊髓損傷的神經元再生明顯減少。
Tuszynski說：“雖然科學家已經做了很多工作來了解為什麼HTT突變會導致疾病，但是人們對於HTT的正常作用卻知之甚少。我們的研究表明，HTT對於促進大腦神經元的修復至關重要，其突變會導致成體神經元失去自我修復功能。這反過來又可能導致慢性神經元退化，從而引發亨廷頓氏舞蹈症。”
編譯：花花 審稿：alone 責編：張夢
期刊來源：《自然》
期刊編號：0028-0836
原文鏈接：https://medicalxpress.com/news/2020-04-adult-brain.html
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