Nature：重磅！人大脑海马体到成年时不再产生神经元
发布时间：[2018/3/9] 访问人数：[421]
---在过去的20年中，成年人每天能够产生数百个新的神经元的证据让人们燃起了增加神经元产生可能具有治疗作用的希望。科学家们猜测促进神经发生可能会阻止或治疗抑郁症、阿尔茨海默病和其他脑部疾病。但是，在一项新的研究中，来自中国复旦大学、美国加州大学旧金山分校和西班牙瓦伦西亚大学的研究人员发现在早期发育后，神经元的产生急剧下降，到成年时嘎然而止，从而浇灭这样的希望。相关研究结果于2018年3月7日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Human hippocampal neurogenesis drops sharply in children to undetectable levels in adults”。
加拿大多伦多病童医院神经科学家Paul Frankland说，对成年人和猴子大脑中的新产生的神经元进行“彻底搜查（exhaustive search）”获得的这些结果“会让很多人失望”。作为另一位观察人士的哥伦比亚大学神经科学家René Hen补充道，“这让人们对神经发生水平太低而不存在功能上的重要性感到担忧”。不过，他和其他人认为这项研究为错误留下了很多空间。Hen说，大脑组织的处理方式、这些已故患者的精神病史或者他们是否遭受脑部炎症都可能解释着为何这些研究人员不能证实早前的鼓舞人心的研究发现。
1998年，成年人体存在神经发生的首个证据来自于已故癌症患者的大脑，这些已故癌症患者在活着时接受了一种被称作溴脱氧尿苷（bromodeoxyuridine）的化学物注射。这种化学物对新的分裂细胞进行标记，而且在大脑组织中，它出现在海马体---一种参与记忆和学习的海马状结构---内的一些神经元中。在2013年，瑞典卡罗林斯卡研究所的Jonas Frisén实验室通过对来自55名死者的大脑中的单个神经元进行碳年代测定支持了这一点。从神经元年龄来看，该团队计算出人体每天替换齿状回---海马体中参与记忆编码的部分---中的700个神经元。
加州大学旧金山分校的Arturo Alvarez-Buylla自20世纪80年代以来一直在研究大脑产生新细胞的能力，对此持怀疑态度。他以展现神经干细胞壁龛如何不断地再生啮齿动物大脑的部分区域而闻名。不过，这种碳年代测定证据并没有让他相信人类维持着类似的神经干细胞库：这种方法涉及“很多假设和能够受到污染或存在着假阳性的步骤”，他说。
在这项新的研究中，Alvarez-Buylla团队与复旦大学附属中山医院神经内科、脑科学院、医学神经生物学国家重点实验室的杨振纲（Zhengang Yang）课题组以及瓦伦西亚大学卡瓦尼列斯研究所比较神经生物学实验室的Jose Manuel Garcia-Verdugo团队合作，花了5年的时间来收集来自不同年龄段（从出生到77岁）的59个人的大脑组织，这些人已死亡，或者因患有癫痫接受外科手术移除部分大脑组织。他们利用荧光抗体对处于不同成熟状态的细胞特异性的蛋白进行标记。通过电子显微镜，他们还寻找了年轻的神经元所具有的特征性的长而细的简单形状。
这些研究人员发现人体在年轻时有大量的神经干细胞和祖细胞---在出生时，每平方毫米的大脑组织平均含有1618个年轻的神经元，但是这些神经元并未形成一个增殖性的神经干细胞层，而且新的神经元的产生数量在1～7岁之间下降了23倍。到成年时，年轻神经元的供应已完全消失。Alvarez-Buylla说，“我们就是没有观察到其他人声称成年人大脑中存在的神经发生。”
Frisén反驳道，使用的这些抗体标记物是非常不可靠的，这是因为背景荧光能够导致混淆的结果。他补充道，使用相同技术的其他团队已观察到成年时的神经发生。Frankland说，“我认为这场争论将会很激烈。很多事情都取决于此。”
1998年，成年人体存在神经发生的首个证据来自于已故癌症患者的大脑，这些已故癌症患者在活着时接受了一种被称作溴脱氧尿苷（bromodeoxyuridine）的化学物注射。这种化学物对新的分裂细胞进行标记，而且在大脑组织中，它出现在海马体---一种参与记忆和学习的海马状结构---内的一些神经元中。在2013年，瑞典卡罗林斯卡研究所的Jonas Frisén实验室通过对来自55名死者的大脑中的单个神经元进行碳年代测定支持了这一点。从神经元年龄来看，该团队计算出人体每天替换齿状回---海马体中参与记忆编码的部分---中的700个神经元。
加州大学旧金山分校的Arturo Alvarez-Buylla自20世纪80年代以来一直在研究大脑产生新细胞的能力，对此持怀疑态度。他以展现神经干细胞壁龛如何不断地再生啮齿动物大脑的部分区域而闻名。不过，这种碳年代测定证据并没有让他相信人类维持着类似的神经干细胞库：这种方法涉及“很多假设和能够受到污染或存在着假阳性的步骤”，他说。
在这项新的研究中，Alvarez-Buylla团队与复旦大学附属中山医院神经内科、脑科学院、医学神经生物学国家重点实验室的杨振纲（Zhengang Yang）课题组以及瓦伦西亚大学卡瓦尼列斯研究所比较神经生物学实验室的Jose Manuel Garcia-Verdugo团队合作，花了5年的时间来收集来自不同年龄段（从出生到77岁）的59个人的大脑组织，这些人已死亡，或者因患有癫痫接受外科手术移除部分大脑组织。他们利用荧光抗体对处于不同成熟状态的细胞特异性的蛋白进行标记。通过电子显微镜，他们还寻找了年轻的神经元所具有的特征性的长而细的简单形状。
这些研究人员发现人体在年轻时有大量的神经干细胞和祖细胞---在出生时，每平方毫米的大脑组织平均含有1618个年轻的神经元，但是这些神经元并未形成一个增殖性的神经干细胞层，而且新的神经元的产生数量在1～7岁之间下降了23倍。到成年时，年轻神经元的供应已完全消失。Alvarez-Buylla说，“我们就是没有观察到其他人声称成年人大脑中存在的神经发生。”
Frisén反驳道，使用的这些抗体标记物是非常不可靠的，这是因为背景荧光能够导致混淆的结果。他补充道，使用相同技术的其他团队已观察到成年时的神经发生。Frankland说，“我认为这场争论将会很激烈。很多事情都取决于此。”