在很多器官中，通過再生缺失的細胞類型就能夠修復損失的組織。然而大腦和脊髓的損傷常常會誘發其功能或能力的永久性喪失。
修復大腦和脊髓的損害是醫學界最艱鉅的挑戰，也是科學家們希望破解的難題。2017年，哈爾濱醫科大學任曉平教授與意大利合作者在遺體上進行的異體頭身重建“排練”，被社會誤讀為已經實現“換頭術”，一時激起千層浪。“換頭術”新聞引起的漣漪不僅因為它挑戰現有醫學倫理，也正因為它在技術上還遠沒有達到能真正實現的程度。
4月15日，《Nature》雜誌上發表的一項研究或許對於攻克這個醫學難題有一定的幫助。來自美國加州大學聖地亞哥分校醫學院的研究人員發現，當成年腦細胞受傷時，它們會恢復為胚胎狀態。在未成熟狀態下，這些細胞能夠重新生長新的連接。適當的條件下，這些連接可以幫助恢復失去的功能。
https://doi.org/10.1038/s41586-020-2200-5
具體來說，研究人員使用小鼠模型發現，受傷後，成年大腦中的成熟神經元會恢復為胚胎狀態。而就在20年前，科學家們還一致認為成年大腦是靜態的、終末分化的、完全建立的、不可改變的。
此前研究發現，海馬和心室下區不斷產生新的腦細胞，並在一生中不斷地補充這些大腦區域。
最新的研究中，研究人員發現，大腦的自我修復或自我替換能力不僅限於這兩個區域。相反，當一個成年的大腦皮層細胞受到損傷時，它會（在轉錄水平上）恢復為胚胎皮層神經元。在這種不成熟的狀態下，只要提供一個可以成長的環境，它就可以重新生長軸突。
文章作者、聖地亞哥大學醫學院神經科學教授兼轉化神經科學研究所所長MarkTuszynski博士表示，“使用現代神經科學、分子遺傳學、病毒學和計算能力等工具，我們首次能夠確定一個成年腦細胞中的全部基因是如何自我重置以再生的。這讓我們從根本上了解了在轉錄水平上再生是如何發生的。”
近年來，研究人員已經大大提高了利用移植的神經幹細胞刺激脊髓損傷修復並恢復喪失功能的可能性，這主要是通過誘導神經元使軸突穿過並穿過損傷部位，重新連接被切斷的神經。
就在去年，加州大學聖地亞哥分校醫學院和醫學工程學院的研究人員首次使用快速3D打印技術創建了脊髓，然後成功地將裝有神經幹細胞的支架植入嚴重脊髓損傷大鼠的脊髓部位，從而促進了大鼠脊髓損傷中神經細胞的生長，恢復連接和喪失功能。
3D打印的植入物，用作修復大鼠脊髓損傷的支架
相關研究結果以“Biomimetic 3D-printed scaffoldsfor spinal cord injury repair”為題發表在《Nature Medicine》雜誌上。
https://doi.org/10.1038/s41591-018-0296-z
除了上述令人震驚的發現，研究人員在最新的研究中還有一個意想不到的收穫：在促進神經元的生長和修復過程中，還涉及了一個“神秘嘉賓”——亨廷頓基因（HTT）。
看到這裡，小朋友可能會有很多問號。對，它是我們熟知的亨廷頓基因，突變後會導致亨廷頓氏病（HD）。亨廷頓氏病是一種漸進的退化性疾病，可引起大腦中某些神經細胞的萎縮或廢棄，從而可能導致病人無法控制自己的動作和情緒、以及造成在腦力和認知功能方面的退化。
儘管目前已有很多研究試圖瞭解亨廷頓基因突變致病機理，但對於亨廷頓基因的正常作用瞭解的還是很少。小鼠大腦的橫截面描繪了表達正常水平的亨廷頓基因的細胞（藍色），而細胞（紅色）的基因被敲除，沒有亨廷頓基因後，細胞顯示再生較少。
Tuszynski團隊發現，再生轉錄組（即皮質脊髓神經元使用的信使RNA分子的集合）由HTT基因維持。在經過基因工程改造而缺乏HTT基因的小鼠中，脊髓損傷顯示神經元萌發和再生明顯減少。
研究結果表明，亨廷頓基因對於促進腦神經元的修復至關重要。因此，該基因的突變會導致成年神經元喪失自我修復的能力，進而導致亨廷頓氏病。
End
參考資料：
[1] When damaged, the adult brain repairs itself by going backto the beginning
[2]3D Printed ImplantPromotes Nerve Cell Growth to Treat Spinal Cord Injury
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