腦損傷激活膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生神經(jīng)元研究獲新進(jìn)展

膠質(zhì)細(xì)胞是人腦中數(shù)量最多的細(xì)胞。但是，在人腦創(chuàng)傷情況下，膠質(zhì)細(xì)胞的潛在反應(yīng)和作用還很不清楚？中國科學(xué)院腦科學(xué)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(gè)關(guān)于膠質(zhì)細(xì)胞如何響應(yīng)腦損傷的關(guān)鍵性問題：損傷激活的膠質(zhì)細(xì)胞如何進(jìn)入細(xì)胞周期？損傷激活的膠質(zhì)細(xì)胞如何選擇產(chǎn)生膠質(zhì)細(xì)胞還是神經(jīng)元？近日，eLife在線發(fā)表這項(xiàng)研究論文。

斑馬魚中樞神經(jīng)系統(tǒng)在損傷后具有強(qiáng)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(jī)制的重要?jiǎng)游锬Ｐ?。研究人員采用隨機(jī)模型分析、單細(xì)胞測序以及原位細(xì)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(xì)胞處于靜息狀態(tài)，物理損傷視頂蓋導(dǎo)致?lián)p傷區(qū)域下方發(fā)生膠質(zhì)細(xì)胞異常增殖和膠質(zhì)增生。

進(jìn)而發(fā)現(xiàn)，物理損傷只能誘導(dǎo)部分膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)入細(xì)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(xì)胞群。隨機(jī)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(xì)胞是以一個(gè)固定概率進(jìn)入細(xì)胞周期轉(zhuǎn)變?yōu)樵鲋硲B(tài)的。

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

視頂蓋損傷增殖態(tài)膠質(zhì)細(xì)胞主要產(chǎn)生膠質(zhì)細(xì)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(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在損傷之后特定時(shí)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(xì)胞。也就是說，損傷誘導(dǎo)產(chǎn)生的激活且非增殖的細(xì)胞一旦被誘導(dǎo)進(jìn)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(jī)制值得進(jìn)一步探索。”研究人員說。