新技術(shù)成功重建小鼠腦神經(jīng)線路
日期：2011-12-14 09:23:33
據(jù)報(bào)道，最近，一個(gè)由美國(guó)哈佛大學(xué)、馬薩諸塞州總醫(yī)院和哈佛醫(yī)學(xué)院（HMS）等機(jī)構(gòu)研究人員組成的合作小組，將經(jīng)過(guò)選擇的正常功能神經(jīng)元移植到神經(jīng)功能紊亂的小鼠腦中，很大程度上恢復(fù)了小鼠的正常腦功能。這也意味著，哺乳動(dòng)物的大腦比人們以前所想的更容易修復(fù)。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期的《科學(xué)》雜志上。
實(shí)驗(yàn)使用了一種轉(zhuǎn)基因鼠，這種鼠因?yàn)樯窠?jīng)紊亂無(wú)法對(duì)瘦蛋白信號(hào)產(chǎn)生響應(yīng)而變得病態(tài)肥胖。瘦蛋白是一種控制新陳代謝和體重的激素，受下丘腦調(diào)節(jié)。小鼠經(jīng)移植正常的胚胎神經(jīng)元后錯(cuò)誤線路得到修復(fù)，變得能響應(yīng)瘦蛋白信號(hào)而使體重大大減輕。
研究人員用了一種高分辨率超聲顯微鏡技術(shù)，將取自胚胎的祖細(xì)胞和幼年細(xì)胞精確植入到小鼠下丘腦的特定位置，并通過(guò)分子化驗(yàn)、電子顯微鏡、膜片鉗（用小電極研究單個(gè)或幾對(duì)神經(jīng)元特性的電生理學(xué)技術(shù)）等方法，研究它們的生長(zhǎng)和融合情況。
經(jīng)過(guò)對(duì)新生神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)、分子性狀和電生理學(xué)特性等方面觀察，確認(rèn)它們發(fā)育成了控制瘦蛋白信號(hào)的4種主要神經(jīng)元，這些神經(jīng)元有效地連入腦網(wǎng)絡(luò)并重新連接損壞的電路，在功能上和原來(lái)的腦線路融為一體。新生神經(jīng)元能通過(guò)正常的突觸和受體神經(jīng)元溝通，而大腦也能對(duì)其返回信號(hào)，變得能響應(yīng)瘦蛋白、胰島素和葡萄糖。經(jīng)治療后，這些小鼠體重比那些未經(jīng)治療的和用其他替代療法的對(duì)照鼠要輕30%。
“有趣的是，這些胚胎神經(jīng)元連接得并不像我們想象得那么精確，但這好像沒(méi)什么關(guān)系。” 論文高級(jí)作者、哈佛醫(yī)學(xué)院院長(zhǎng)杰弗里·弗萊爾說(shuō)，“從某種意義上，這些神經(jīng)元就像天線，能立刻捕獲瘦蛋白信號(hào)。從能量平衡的角度看，這么少量的正常基因神經(jīng)元就能如此有效地修復(fù)神經(jīng)線路令人驚訝。”
論文作者之一、哈佛大學(xué)干細(xì)胞與再生生物學(xué)教授、HMS神經(jīng)病學(xué)教授杰弗里·馬克利斯解釋說(shuō)，在成年動(dòng)物中，只有嗅球和海馬體亞區(qū)的齒狀回兩個(gè)腦區(qū)有大的神經(jīng)新生，下丘腦只有少量神經(jīng)元能持續(xù)新生。下丘腦調(diào)控著攝食、新陳代謝、體溫、性與攻擊等基本行為。能在下丘腦細(xì)胞的尺度實(shí)施修復(fù)，表明新療法有望治療更復(fù)雜的神經(jīng)類疾病，如脊髓損傷、自閉癥、癲癇、漸凍人（肌萎縮性側(cè)索硬化癥）、帕金森氏病（震顫麻痹）、亨廷頓舞蹈病等。
