新技術成功重建小鼠腦神經線路

中國科技網訊 據美國物理學家組織網近日報道，zui近，一個由美國哈佛大學、馬薩諸塞州總醫院和哈佛醫學院（HMS）等機構研究人員組成的合作小組，將經過選擇的正常功能神經元移植到神經功能紊亂的小鼠腦中，很大程度上恢復了小鼠的正常腦功能。這也意味著，哺乳動物的大腦比人們以前所想的更容易修復。相關論文發表在一期的《科學》雜志上。

實驗使用了一種轉基因鼠，這種鼠因為神經紊亂無法對瘦蛋白信號產生響應而變得病態肥胖。瘦蛋白是一種控制新陳代謝和體重的激素，受下丘腦調節。小鼠經移植正常的胚胎神經元后錯誤線路得到修復，變得能響應瘦蛋白信號而使體重大大減輕。

研究人員用了一種高分辨率超聲顯微鏡技術，將取自胚胎的祖細胞和幼年細胞植入到小鼠下丘腦的特定位置，并通過分子化驗、電子顯微鏡、膜片鉗（用小電極研究單個或幾對神經元特性的電生理學技術）等方法，研究它們的生長和融合情況。

經過對新生神經元的結構、分子性狀和電生理學特性等方面觀察，確認它們發育成了控制瘦蛋白信號的4種主要神經元，這些神經元有效地連入腦網絡并重新連接損壞的電路，在功能上和原來的腦線路融為一體。新生神經元能通過正常的突觸和受體神經元溝通，而大腦也能對其返回信號，變得能響應瘦蛋白、胰島素和葡萄糖。經治療后，這些小鼠體重比那些未經治療的和用其他替代療法的對照鼠要輕30%。

“有趣的是，這些胚胎神經元連接得并不像我們想象得那么，但這好像沒什么關系。” 論文作者、哈佛醫學院院長杰弗里·弗萊爾說，“從某種意義上，這些神經元就像天線，能立刻捕獲瘦蛋白信號。從能量平衡的角度看，這么少量的正常基因神經元就能如此有效地修復神經線路令人驚訝。”

論文作者之一、哈佛大學干細胞與再生生物學教授、HMS神經病學教授杰弗里·馬克利斯解釋說，在成年動物中，只有嗅球和海馬體亞區的齒狀回兩個腦區有大的神經新生，下丘腦只有少量神經元能持續新生。下丘腦調控著攝食、新陳代謝、體溫、性與攻擊等基本行為。能在下丘腦細胞的尺度實施修復，表明新療法有望治療更復雜的神經類疾病，如脊髓損傷、自閉癥、癲癇、漸凍人（肌萎縮性側索硬化癥）、帕金森氏病（震顫麻痹）、亨廷頓舞蹈病等。