突破！科學家成功解析成年大腦回路調節新生神經元產生的分子機制

在我們出生之前，發育中的大腦就已經產生了數量驚人的神經元細胞，這些細胞能夠遷移到大腦的特殊部位發揮關鍵作用，與普遍的看法恰恰相反，新生神經元的起源并不會在出生或兒童期終止；在大腦一系列選擇性區域中，神經元的產生會一直持續到成年期，其甚至對于機體特定形式的學習和記憶能力及情緒調節至關重要，目前研究人員并不清楚神經發生被開啟或關閉的機制，如今來自美國北卡羅來納大學醫學院的研究人員取得了重大發現。

刊登在Cell Stem Cell雜志的封面文章中，研究人員鑒別出了一種控制神經發生的大腦回路，其能夠從靠近大腦前部的區域運行到海馬體位置，海馬體是機體學習和記憶相關的重要結構，同時其也是成年人類大腦中神經發生的主要位點，研究者所鑒別的這種回路能夠調節神經元產生的過程。研究者Song表示，這種回路能控制海馬體中干細胞的活性，相關研究發現或能幫助我們理解并且治療多種大腦障礙患者，比如精神分裂癥和阿爾茲海默病等。

神經干細胞就好像其它組織和器官中的干細胞一樣，如果在需要時其就會產生形成新生細胞，而成年人大腦中大部分的神經元細胞都會緊密連接形成復雜且不會被替代的回路。而這其中的例外就是海馬體中的齒狀回區域（DG），齒狀回中的神經發生常常是貫穿整個成年過程，同時其會支持海馬體儲藏并且檢索記憶的關鍵功能，實際上，研究人員推測，抗抑郁藥物及體育鍛煉所產生的情緒改善效應部分來自于齒狀回區域神經發生所帶來的效果。

發表在Nature Neuroscience上的研究報告中，研究人員發現，名為PV中間神經元的特殊局部海馬體神經元能夠為齒狀回新生區域提供信號，而這對于健康的大腦神經發生過程非常重要。這項研究中，研究人員發現，海馬體的PV中間神經元信號會被來自內側隔核(medial septum MS)的GABA神經回路所調節。Song認為，內側隔核的GABA回路能夠通過海馬體中的局部PV中間神經元來發揮作用，從而指導干細胞轉變成為活性形式或保持沉默。

當神經干細胞激活時，其就會開啟細胞分裂的過程，最終產生新的神經元來連接已有的大腦回路，在健康的海馬體中，神經發生的過程僅僅是維持在低水平上，而固有的干細胞依然會大部分處于沉默狀態，干細胞的數量會一直維持下去。研究者發現，在小鼠機體中，內側隔核-海馬體回路會互相協作來保持DG干細胞處于正常的低活性水平，其會扮演DG干細胞激活的制動器的角色，從而幫助維持健康的DG干細胞數量。

如今研究人員想通過研究確定是否內側隔核-海馬體回路能夠被某種療法靶向作用來保護DG干細胞，并且儲存異常神經發生患者機體中正常的DG神經發生過程，阿爾茲海默病、精神分裂癥、抑郁癥和特性形式的癲癇癥都和DG神經發生的缺失直接相關，從原則上來講，恢復連接內側隔核和海馬體回路中正常的信號或許能為研究人員提供思路來開發新型療法幫助治療涉及異常DG神經發生的多種障礙。目前研究人員正在以阿爾茲海默癥小鼠模型為基于來闡明內側隔核-海馬體回路的關鍵功能。

原始出處：

Bao H, Asrican B, Li W, et al. Long-Range GABAergic Inputs Regulate Neural Stem Cell Quiescence and Control Adult Hippocampal Neurogenesis. Cell Stem Cell. 2017 Nov 2;21(5):604-617.e5. doi: 10.1016/j.stem.2017.10.003

Song J, Sun J, Moss J, et al. Parvalbumin interneurons mediate neuronal circuitry-neurogenesis coupling in the adult hippocampus. Nat Neurosci. 2013 Dec;16(12):1728-30. doi: 10.1038/nn.3572