新技術(shù)成功重建小鼠腦神經(jīng)線路

中國科技網(wǎng)訊 據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，zui近，一個由美國哈佛大學(xué)、馬薩諸塞州總醫(yī)院和哈佛醫(yī)學(xué)院（HMS）等機構(gòu)研究人員組成的合作小組，將經(jīng)過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)表在一期的《科學(xué)》雜志上。

實驗使用了一種轉(zhuǎn)基因鼠，這種鼠因為神經(jīng)紊亂無法對瘦蛋白信號產(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)元后錯誤線路得到修復(fù)，變得能響應(yīng)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(shù)，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(jīng)元特性的電生理學(xué)技術(shù)）等方法，研究它們的生長和融合情況。

經(jīng)過對新生神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)、分子性狀和電生理學(xué)特性等方面觀察，確認它們發(fā)育成了控制瘦蛋白信號的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，在功能上和原來的腦線路融為一體。新生神經(jīng)元能通過正常的突觸和受體神經(jīng)元溝通，而大腦也能對其返回信號，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，但這好像沒什么關(guān)系。” 論文作者、哈佛醫(yī)學(xué)院院長杰弗里·弗萊爾說，“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。從能量平衡的角度看，這么少量的正?；蛏窠?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，在成年動物中，只有嗅球和海馬體亞區(qū)的齒狀回兩個腦區(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。能在下丘腦細胞的尺度實施修復(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?。ㄕ痤澛楸裕?、亨廷頓舞蹈病等。