來自約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的宋紅軍（Hongjun Song）和明國麗（Guo-Li Ming）是一對神仙眷侶，他們早在北京大學(xué)讀書的時候就已經(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)域取得了一個又一個的成就，聯(lián)合署名發(fā)表在Cell、PNAS、Nat Neurosci等國際權(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，證實一種特化的腦細胞通過抑制干細胞的活性，轉(zhuǎn)而促進了干細胞子代的生存。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作的機制具有特殊的科學(xué)價值。
約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院細胞工程研究所干細胞項目主任、神經(jīng)病學(xué)教授宋紅軍說：“我們已經(jīng)確定了一個維持新生神經(jīng)元活力的重要機制。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胞移植障礙邁出的重要一步。”
去年，宋紅軍研究小組首先報告稱發(fā)現(xiàn)，稱作為小清蛋白陽性中間神經(jīng)元（parvalbumin-expressing interneuron）的腦細胞通過釋放GABA化學(xué)信號，指示鄰近干細胞不再進行細胞分裂。
在新研究中，宋紅軍和明國麗想要弄清楚來自周圍神經(jīng)元的GABA會如何影響干細胞生成的新生神經(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，新細胞會遷移到大腦永久的家中，與其他細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GABA的反應(yīng)。“我們沒料到這些不成熟的神經(jīng)元會形成突觸，因此看到它們與鄰近中間神經(jīng)元建立了突觸，并且GABA以這種方式到達它們那里我們感到很驚訝，”宋洪軍說。在早期的一項研究中，該研究小組發(fā)現(xiàn)GABA是通過一種不太直接的線路，跨越細胞間的間距到達少突觸干細胞處的。
為了證實這一研究發(fā)現(xiàn)，研究小組對中間神經(jīng)元進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)受到刺激時這些細胞的確激活了鄰近的新生神經(jīng)元。接下來他們在活
體小鼠中進行了光刺激試驗，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，更多數(shù)量小鼠的新生神經(jīng)元生存下來。這與干細胞檢測到GABA時處于靜息狀態(tài)相反。
宋洪軍說：“這似乎是調(diào)節(jié)大腦對環(huán)境反應(yīng)的一個非常有效的系統(tǒng)。當(dāng)你的大腦活性處于高水平時你需要更多的新生神經(jīng)元，而當(dāng)你不需要高活性時你則不需要新生神經(jīng)元，但你需要通過維持干細胞的活力來讓自身做好準備。所有這一切都受到同一信號的調(diào)控?！?/span>
宋洪軍指出，其他研究人員發(fā)現(xiàn)小清蛋白陽性中間神經(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。這或許是它們在疾病中起作用的關(guān)鍵。研究小組還對能否利用這一GABA機制來幫助維持移植細胞活力，且不會影響其他細胞過程造成副效應(yīng)非常感興趣?！?/span>
