新的研究显示，成年大脑可以生成新的神经元，并整合到关键的运动回路中，这些发现可能指向一种治疗神经退行性疾病的新方式。
新的研究显示，成年大脑可以生成新的神经元，并整合到关键的运动回路中。这些发现表明，刺激大脑的自然过程可能有助于修复亨廷顿病和其他疾病中受损的神经网络。
“我们的研究表明，我们可以鼓励大脑自身的细胞生长新神经元，自然地与控制运动的回路结合，” 研究的高级作者Abdellatif Benraiss博士表示，该研究发表在期刊《细胞报告》（Cell Reports）上。“这一发现提供了一种恢复大脑功能和减缓这些疾病进展的潜在新方式。” Benraiss是罗切斯特大学医学中心（URMC）Steve Goldman医学博士、哲学博士的研究副教授，隶属于转化神经医学中心。
成年大脑中的神经元再生是否可能？
长期以来，人们普遍认为成年大脑无法生成新的神经元。然而，现在知道大脑中的某些小区域包含能够产生新神经元的前体细胞库。虽然这些细胞在早期发育阶段积极生成神经元，但它们在出生后不久就转向生成称为胶质细胞的支持细胞。其中一个聚集这些细胞的区域是脑室区，该区域靠近纹状体，纹状体是亨廷顿病严重受损的脑区。
成年大脑保留产生新神经元的能力的想法，即成年神经发生，第一次由Goldman及其他人在1980年代研究 canaries（画眉鸟）时描述。像画眉鸟这样的鸣禽在动物王国中独特，它们在学习新歌时具有生成新神经元的能力。在鸣禽的研究中，识别出一些蛋白质——其中之一是脑源性神经营养因子（BDNF）——可以引导前体细胞分化并产生神经元。
Goldman’s实验室的进一步研究表明，当BDNF和另一种蛋白质Noggin被引入小鼠大脑中的前体细胞时，新的神经元被生成。这些细胞随后迁移到大脑中一个邻近的运动控制区域——纹状体——在这里，它们发展成被称为中等棘突神经元的细胞，这些细胞是亨廷顿病中主要丧失的细胞。Benraiss和Goldman还证明了相同的因子可以在灵长类动物中诱导新的中等棘突神经元形成。
重建和重新连接大脑网络
新生成的中等棘突神经元在大脑网络中的整合程度仍然不清楚。新的研究在亨廷顿病的小鼠模型中进行，证明新生成的神经元与大脑中负责运动控制的复杂网络连接，取代了亨廷顿病中丧失的神经元的功能。
研究人员使用基因标记方法在新细胞形成时对其进行标记，从而使他们能够随着时间的推移跟踪这些细胞的开发及其新连接的形成。“在这篇论文中，我们结合了电生理学、光遗传学和小鼠行为，显示这些细胞不仅在成年大脑中产生，而且在健康小鼠和亨廷顿病的背景下功能性地恢复了运动回路，” 领导该研究的Goldman实验室博士后Jose Cano说。
这些技术使研究人员能够绘制新神经元、其邻近细胞和其他大脑区域之间的连接。通过光遗传学技术，研究人员开启和关闭新细胞，确认它们整合到重要的运动控制的更广泛大脑网络中。
亨廷顿病疗法的新路径
研究表明，亨廷顿病的潜在治疗方法是鼓励大脑用新的、功能性细胞替代丧失的细胞，并恢复大脑的通信路径。“结合成年灵长类动物大脑中这些前体细胞的持久性，这些发现表明，这种再生方法有潜力作为亨廷顿及其他以纹状体神经元丧失为特征的疾病的治疗策略。” Benraiss表示。
作者建议这一方法也可以与其他细胞替代疗法相结合。Goldman’s实验室的研究表明，一种称为星形胶质细胞的胶质细胞在亨廷顿病中也发挥着重要作用。这些细胞在这种疾病中无法正常工作，导致神经功能受损。研究人员发现，通过用健康的胶质细胞替代患病的胶质细胞，可以减缓亨廷顿病小鼠模型中的疾病进展。这些胶质替代疗法目前处于临床前开发阶段。
其他作者还包括URMC的Cathryn Mangiamele和Maiken Nedergaard。Goldman和Nedergaard还在哥本哈根大学担任职务。该研究得到了CNS2公司、亨廷顿病高尔夫经典赛和遗传疾病基金会的资助。
