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成人仍可製造全新腦細胞

2019/3/27 — 18:46

紅色為 68 歲腦部樣本中的新神經元。圖片來源:LLORENSLAB

紅色為 68 歲腦部樣本中的新神經元。圖片來源:LLORENSLAB

成年腦部可否如同青少年般繼續製造新的腦細胞?最新刊於《自然醫學》的研究指出,即使是年過中年的成人都一樣可製造新細胞。

身體細胞一生中會不斷生長,唯獨科學家一直未能確認神經細胞會否持續增生,或在成年後有神經生成 (neurogenesis) 能力。近年有部份研究指出,成年人或同樣可生成新神經元的能力。一旦成年神經生成機制屬實,或代表此方法可用於治療失智症或抑鬱症等腦部神經疾病。

然而,去年神經科學家 Arturo Alvarez-Buylla 的研究分析多個腦部樣本後,指出人類在兒童階段後的神經生成能力將大幅減少。 Alvarez-Buylla 的發現令不少專門研究成年神經生成的神經科學家,懷疑之前研究是否有誤。

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不過,馬德里 Severo Ochoa 分子生物學研究中心神經科學家 María Llorens-Martín 就質疑 Alvarez-Buylla 的研究方法未必可靠,其中一個原因是腦本樣本被存放在防腐物質多聚甲醛 (paraformaldehyde) 內多年,足以破壞神經元結構。被破壞的神經元會令科學家難以透過追蹤樣本內的雙皮質素 (doublecortin, DCX) ,阻礙科學家找出由神經生成製造的未成熟神經元。

Llorens-Martín 團隊最新發表的報告指出,腦部組織的 DCX 水平在浸入多聚甲醛 48 小時後已會急速減少,而在儲存 6 個月後也幾乎不可能發現任何 DCX 。不過,此發現並不代表日後無法再從不同死者腦部組織中檢測是否有新神經元存在。

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研究隊伍利用 13 名 43–87 歲的死者腦部組織製作樣本,發現只要縮短製作樣本時的固定 (fixation) 時間至 24 小時,則可在海馬體齒狀迴 (Dentate Gyrus) 發現大量帶有 DCX 的細胞。研究人員再利用顯微鏡觀察後,更發現當中仍帶有未發展成熟的神經元。

研究人員從死亡年齡最小的 43 歲死者腦部組織樣本中更在每平方毫米發現近 43,000 個未成熟神經元。當他們比較不同死者的未成熟神經元數量後,亦發現神經生成似乎會隨年齡增加而減少。最老的腦部組織樣本比最年輕的少 30% 新神經元。不僅如此,研究人員亦留意到失智症患者的未成熟神經元數量也比同齡的健康人士少 30%,而病情越嚴重,數量則更少。

今次研究仍然未能平息神經科學界的爭議,有部份科學家仍對發現存疑。有份參與去年 Alvarez-Buylla 研究的 Shawn Sorrells 指出,由於 DCX 同樣有機會在成熟神經元上出現,因此未必是量度未成熟神經元的理想生物標記。 Sorrells 認為 Llorens-Martín 發現的新神經元,可能早在兒童時期已出現,而非新增生的神經元,加上研究未有發現到製造新神經元的幹細胞,暫未能確認成人可製作新細胞。他也強調,他們去年的研究有分析到 2 個只固定 5 小時的腦部組織樣本,但仍未在海馬體中發現新神經元。

Llorens-Martín 反駁稱,今次研究有採用其他蛋白質找出新神經元,而且對神經元的「要求」亦非常嚴謹,相信是在成年階段產生的新神經元。現時證據似乎偏向成年人有機會產生新的神經元,但科學家仍可能就研究技術有一定爭議,相信有關成年神經生成的分歧,仍需更多研究跟進了解。

來源:
Science, New neurons for life? Old people can still make fresh brain cells, study finds, 25 March 2019

報告:

Moreno-Jiménez, E.P., Terreros-Roncal, J.,Rábano, A., Cafini, F., Pallas-Bazarra, Ávila, J & Llorens-Martín, M. (2019). Adult hippocampal neurogenesis is abundant in neurologically healthy subjects and drops sharply in patients with Alzheimer’s disease. Nature Medicine, Published Online. DOI: 10.1038/s41591-019-0375-9

文/Edward Ho、審核/Alan Chiu

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