來(lái)自約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的宋紅軍（Hongjun Song）和明國(guó)麗（Guo-Li Ming）是一對(duì)神仙眷侶，他們?cè)缭诒本┐髮W(xué)讀書(shū)的時(shí)候就已經(jīng)相戀了，現(xiàn)在在事業(yè)上兩人又相輔相成，共同在神經(jīng)科學(xué)研究領(lǐng)域取得了一個(gè)又一個(gè)的成就，聯(lián)合署名發(fā)表在Cell、PNAS、Nat Neurosci等國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊上的研究論文目前已有60余篇。
近日夫妻二人再度在《自然神經(jīng)科學(xué)》（Nature Neuroscience）雜志上發(fā)表論文，證實(shí)一種特化的腦細(xì)胞通過(guò)抑制干細(xì)胞的活性，轉(zhuǎn)而促進(jìn)了干細(xì)胞子代的生存。由于這些新生神經(jīng)元的活性改變與諸如阿爾茨海默氏癥等神經(jīng)退行性疾病、精神疾病和老化相關(guān)，了解它們?nèi)绾巍皼Q定”是生是死以及它們運(yùn)作的機(jī)制具有特殊的科學(xué)價(jià)值。
約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞工程研究所干細(xì)胞項(xiàng)目主任、神經(jīng)病學(xué)教授宋紅軍說(shuō)：“我們已經(jīng)確定了一個(gè)維持新生神經(jīng)元活力的重要機(jī)制。這不僅可以幫助我們了解一些疾病的潛在病因，或許還是朝著克服治療細(xì)胞移植障礙邁出的重要一步。”
去年，宋紅軍研究小組首先報(bào)告稱發(fā)現(xiàn)，稱作為小清蛋白陽(yáng)性中間神經(jīng)元（parvalbumin-expressing interneuron）的腦細(xì)胞通過(guò)釋放GABA化學(xué)信號(hào)，指示鄰近干細(xì)胞不再進(jìn)行細(xì)胞分裂。
在新研究中，宋紅軍和明國(guó)麗想要弄清楚來(lái)自周?chē)窠?jīng)元的GABA會(huì)如何影響干細(xì)胞生成的新生神經(jīng)元。許多的新生神經(jīng)元在“出生”后不久就自然死亡；如果它們能夠生存下來(lái)，新細(xì)胞會(huì)遷移到大腦永久的家中，與其他細(xì)胞之間建立起稱作為突觸的聯(lián)系。
為了了解GABA是否是新生神經(jīng)元存活與行為的一個(gè)重要因子，研究小組采用一種熒光蛋白標(biāo)記了小鼠大腦的新生神經(jīng)元，隨后觀察了它們對(duì)GABA的反應(yīng)。“我們沒(méi)料到這些不成熟的神經(jīng)元會(huì)形成突觸，因此看到它們與鄰近中間神經(jīng)元建立了突觸，并且GABA以這種方式到達(dá)它們那里我們感到很驚訝，”宋洪軍說(shuō)。在早期的一項(xiàng)研究中，該研究小組發(fā)現(xiàn)GABA是通過(guò)一種不太直接的線路，跨越細(xì)胞間的間距到達(dá)少突觸干細(xì)胞處的。
為了證實(shí)這一研究發(fā)現(xiàn)，研究小組對(duì)中間神經(jīng)元進(jìn)行工程操作使之或是能被光線刺激或是抑制。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)受到刺激時(shí)這些細(xì)胞的確激活了鄰近的新生神經(jīng)元。接下來(lái)他們?cè)诨?/span>
體小鼠中進(jìn)行了光刺激試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)這些特化的中間神經(jīng)元受到刺激釋放更多GABA時(shí)，更多數(shù)量小鼠的新生神經(jīng)元生存下來(lái)。這與干細(xì)胞檢測(cè)到GABA時(shí)處于靜息狀態(tài)相反。
宋洪軍說(shuō)：“這似乎是調(diào)節(jié)大腦對(duì)環(huán)境反應(yīng)的一個(gè)非常有效的系統(tǒng)。當(dāng)你的大腦活性處于高水平時(shí)你需要更多的新生神經(jīng)元，而當(dāng)你不需要高活性時(shí)你則不需要新生神經(jīng)元，但你需要通過(guò)維持干細(xì)胞的活力來(lái)讓自身做好準(zhǔn)備。所有這一切都受到同一信號(hào)的調(diào)控。”
宋洪軍指出，其他研究人員發(fā)現(xiàn)小清蛋白陽(yáng)性中間神經(jīng)元在諸如阿爾茨海默氏癥等神經(jīng)退行性疾病和精神分裂癥等精神疾病中運(yùn)作失常。“現(xiàn)在我們想要了解這些中間神經(jīng)元在新生神經(jīng)元接下來(lái)的步驟：遷移到正確的位置并整合到已有的神經(jīng)回路中起什么作用。這或許是它們?cè)诩膊≈衅鹱饔玫年P(guān)鍵。研究小組還對(duì)能否利用這一GABA機(jī)制來(lái)幫助維持移植細(xì)胞活力，且不會(huì)影響其他細(xì)胞過(guò)程造成副效應(yīng)非常感興趣。”
