腦損傷激活膠質(zhì)細胞產(chǎn)生神經(jīng)元研究獲新進展

膠質(zhì)細胞是人腦中數(shù)量最多的細胞。但是，在人腦創(chuàng)傷情況下，膠質(zhì)細胞的潛在反應和作用還很不清楚？中國科學院腦科學與智能技術(shù)**創(chuàng)新中心何杰研究組開展的研究，回答了兩個關(guān)于膠質(zhì)細胞如何響應腦損傷的關(guān)鍵性問題：損傷激活的膠質(zhì)細胞如何進入細胞周期？損傷激活的膠質(zhì)細胞如何選擇產(chǎn)生膠質(zhì)細胞還是神經(jīng)元？近日，eLife在線發(fā)表這項研究論文。

斑馬魚中樞神經(jīng)系統(tǒng)在損傷后具有強大的神經(jīng)再生能力，因此近年來被用作研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)再生機制的重要動物模型。研究人員采用隨機模型分析、單細胞測序以及原位細胞譜系追蹤等手段，發(fā)現(xiàn)成年斑馬魚中腦視頂蓋放射狀膠質(zhì)細胞處于靜息狀態(tài)，物理損傷視頂蓋導致?lián)p傷區(qū)域下方發(fā)生膠質(zhì)細胞異常增殖和膠質(zhì)增生。

進而發(fā)現(xiàn)，物理損傷只能誘導部分膠質(zhì)細胞進入細胞周期；連續(xù)兩次在同一腦區(qū)位置的物理損傷會激活兩群部分重疊的膠質(zhì)細胞群。隨機激活模型能夠很好地解釋重疊率。這些分析表明激活態(tài)的膠質(zhì)細胞是以一個固定概率進入細胞周期轉(zhuǎn)變?yōu)樵鲋硲B(tài)的。

同時，研究人員還發(fā)現(xiàn)損傷過程中膠質(zhì)細胞存在不同細胞狀態(tài)：靜息態(tài)、激活態(tài)、增殖態(tài)。損傷引起損傷位點下方所有靜息態(tài)放射狀膠質(zhì)細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顟B(tài)，但只有25%激活態(tài)細胞轉(zhuǎn)變?yōu)樵鲋硲B(tài)。

視頂蓋損傷增殖態(tài)膠質(zhì)細胞主要產(chǎn)生膠質(zhì)細胞，只產(chǎn)生極少數(shù)的新生神經(jīng)元（3%~5%），這些神經(jīng)元至少可以存活300天。更有趣的是，研究團隊發(fā)現(xiàn)在損傷之后特定時間窗口（損傷后4~5天），抑制Notch信號通路會大量提高神經(jīng)元的產(chǎn)生（從約5%提高到約20%）。

深入研究發(fā)現(xiàn)，大量增多的新生神經(jīng)元很可能主要來源于損傷引起的激活態(tài)膠質(zhì)細胞。也就是說，損傷誘導產(chǎn)生的激活且非增殖的細胞一旦被誘導進入增殖態(tài)，會大量產(chǎn)生神經(jīng)元。“而這群過度生成的神經(jīng)元只能存活少于25天，其背后的機制值得進一步探索。”研究人員說。