《Cell Reports》期刊發(fā)表的新研究表明，成年大腦可以生成新的神經(jīng)元，并將其整合到關(guān)鍵的運動(dòng)回路中。研究表明，刺激大腦中的祖細胞可能有助于修復亨廷頓舞蹈癥（HD）中受損的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )。

“研究顯示，我們可以鼓勵大腦自身的細胞生長(cháng)新神經(jīng)元，自然融入控制運動(dòng)的回路中，”該研究的高級作者、羅切斯特大學(xué)的研究副教授Abdellatif Benraiss博士表示。 “這一發(fā)現為恢復大腦功能并減緩這些疾病的進(jìn)展提供了一種潛在的新方法。” 醫學(xué)博士Steve Goldman補充道。

長(cháng)期以來(lái)，人們認為成年大腦無(wú)法生成新的神經(jīng)元。然而，現在已發(fā)現，大腦中的一些特定區域含有能夠產(chǎn)生新神經(jīng)元的前體細胞庫。這些細胞在早期發(fā)育過(guò)程中會(huì )積極生成神經(jīng)元，但在出生不久后則轉向生成稱(chēng)為膠質(zhì)細胞的支持細胞。這些前體細胞的一個(gè)主要聚集區域是靠近紋狀體的腦室區，而紋狀體正是HD嚴重受損的區域。

視頻鏈接：https://www.eurekalert.org/multimedia/1067490

視頻信息：這項研究的起源可以追溯到對金絲雀的研究——金絲雀在學(xué)習歌曲時(shí)會(huì )產(chǎn)生新的神經(jīng)元。

成年大腦能夠產(chǎn)生新神經(jīng)元的能力，即成年神經(jīng)發(fā)生，早前由Goldman團隊在研究金絲雀的神經(jīng)可塑性時(shí)提出。像金絲雀這樣的鳴禽，具有學(xué)習新歌曲時(shí)能夠不斷生成新神經(jīng)元的獨特能力。相關(guān)研究發(fā)現了一些能夠指導前體細胞分化并生成神經(jīng)元的蛋白質(zhì)，其中之一就是源自大腦的神經(jīng)營(yíng)養因子（BDNF）。

在Goldman實(shí)驗室的進(jìn)一步研究中，當將BDNF和另一種蛋白質(zhì)（Noggin）送入小鼠大腦中的前體細胞時(shí)，發(fā)現會(huì )生成新的神經(jīng)元。這些細胞隨后遷移到大腦的一個(gè)運動(dòng)控制區域——紋狀體，并發(fā)育成中間棘狀神經(jīng)元，這是在HD中損失的主要細胞。 Benraiss和Goldman團隊還展示了相同的因子能夠在靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物中誘導中間棘狀神經(jīng)元的形成。

對于新生成的中間棘狀神經(jīng)元在大腦網(wǎng)絡(luò )中的整合程度尚存疑問(wèn)。這項在HD小鼠模型中進(jìn)行的新研究表明，新生成的神經(jīng)元能夠與負責運動(dòng)控制的大腦復雜網(wǎng)絡(luò )連接，替代因HD而喪失的神經(jīng)元功能。

圖片信息：小鼠紋狀體中新生成的中等棘運動(dòng)神經(jīng)元整合到大腦負責運動(dòng)控制的現有網(wǎng)絡(luò )中。

研究人員使用基因標記方法標記新生成的細胞，這使得他們能夠在細胞發(fā)育新連接的過(guò)程中進(jìn)行跟蹤。“在這篇論文中，我們結合電生理學(xué)、光遺傳學(xué)和小鼠行為，展示這些細胞不僅是在成年大腦中生成，而且在健康小鼠和HD小鼠模型中都能功能性地恢復運動(dòng)回路，”Goldman實(shí)驗室的博士后研究員、研究的主要作者Jose Cano博士說(shuō)。

這些技術(shù)使研究人員能夠繪制新神經(jīng)元及其鄰近細胞和其他大腦區域之間的連接。通過(guò)光遺傳學(xué)技術(shù)，研究人員開(kāi)啟和關(guān)閉新生成的細胞，證實(shí)其已整合到重要的運動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò )中。

這項研究表明，潛在的對付HD的方法是鼓勵大腦用新的功能性細胞替代喪失的細胞，恢復其通信通路。“結合這些前體細胞在成年靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物大腦中的持久存在，研究結果暗示這種再生策略作為對抗HD及其他神經(jīng)元喪失相關(guān)疾病是一種有前景的治療方向，”Benraiss指出。

研究人員認為，這種策略還可以與其他細胞替代方法相結合。Goldman實(shí)驗室的研究發(fā)現，稱(chēng)為星形膠質(zhì)細胞的膠質(zhì)細胞在HD中也發(fā)揮著(zhù)重要作用。這些細胞在疾病中功能失常，導致神經(jīng)元功能受損。研究人員發(fā)現，用健康的星形膠質(zhì)細胞替換受損的細胞能夠減緩HD在小鼠模型中的進(jìn)展，這些膠質(zhì)細胞替代技術(shù)目前正在臨床前開(kāi)發(fā)階段。

雜志：Cell Reports

DOI：10.1016/j.celrep.2025.115440