驳斥Nature!首次证实:老年人可产生“新脑细胞”,且和年轻人一样多
2018/04/09
关于成年人是否会产生新的神经元一直存在争议。上个月发表的一篇Nature论文称,我们一旦成人后,大脑海马体神经元似乎就“停产”了。然而,4月5日刊登在 Cell Stem Cell杂志上的一项新成果反驳了这一观点。


图片来源:16sucai

先前Nature:成年后,大脑海马体新神经元就“停产了”

具体来说,在先前的Nature论文中,加州大学旧金山分校的科学家们分析了来自59名捐赠者(从胎儿到六七十岁的人)的大脑海马体组织。他们利用荧光抗体来标记不同成熟度细胞上的特定蛋白;同时,也借助电子显微镜来寻找年轻神经元典型的、细长简单的形状。

分析结果显示,人类在生命早期时拥有大量的神经干细胞和祖细胞(progenitor cells)——出生时,平均每平方毫米的脑组织中有1618个年轻的神经元。然而,1-7岁之间,新神经元的生成减少了23倍;成年后,年轻神经细胞的供给完全消失了。研究人员依然能观察到一些未成熟神经细胞的“最老样本”来自一个13岁的捐赠者。

值得一提的是,该研究包含了对22名癫痫患者海马体的分析。这些患者的大脑部分被切除,并立即被处理用于分析。在这些病例中,研究人员在11岁以上的人群中没有发现任何年轻的海马体神经元。


Young neurons (green) are shown in the human hippocampus at the ages of (from left) birth, 13 years old and 35 years old. Images by Arturo Alvarez-Buylla lab

基于这些发现,作者们得出的结论是:新生的海马体神经元数量在出生后开始减少,成年后下降至接近零。

最新Cell子刊:老年人可产生新的脑细胞

然而,该成果一经发表就引发了强烈的质疑。有学者认为,上述研究使用的抗体标志物并不可靠。而相隔不到一个月,就有团队在 Cell Stem Cell杂志上发表了与Nature成果结论相反的论文。


图片来源: Cell Stem Cell(DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.03.015)

这项题为“Human Hippocampal Neurogenesis Persists throughout Aging”的研究首次证实,健康的老年男性和女性能与年轻人产生一样多的新脑细胞。即便在他们研究的最老的大脑中,也有新脑细胞产生。

具体来说,研究人员解剖了来自28位先前健康但突然死亡的个体的海马体,他们的年龄在14-79岁之间。这是科学家第一次在个体死亡后不久观察新形成的神经元和整个人类海马体内的血管状态。需要强调的是,研究者们已经确定,这些研究对象认知能力没有受损,且没有患抑郁症或服用抗抑郁药。因为,这些情况先前已被证实会影响新脑细胞的产生。


图片来源: Cell Stem Cell

该研究结果显示,老年人与年轻人具有相似的能力——可从祖细胞产生数以千计的海马体新神经元。同时,不同年龄的人的海马体具有相等的体积。不过,相比年轻人,老年人具有较低的血管化程度,且新神经元形成连接的能力较弱。

论文的通讯作者兼第一作者、哥伦比亚大学神经生物学副教授Maura Boldrini说:“虽然我们在老年人中发现了相似数量的中间神经祖细胞(intermediate neural progenitors)和数以千计的未成熟神经元,但老年个人在大脑结构中形成的新血管较少,且具有较小的祖细胞池(a smaller pool of progenitor cells)。”

据此,作者们推测,老年时期认知-情绪弹性(cognitive-emotional resilience)的降低可能是由“神经干细胞池较小、血管形成能力下降以及海马体内细胞间链接减少”所导致的。未来,他们将进一步研究如何通过激素、转录因子和其他细胞间通路来调控神经细胞的增殖、成熟和生存。

责编:风铃

参考资料:

颠覆认知!Nature:成年后,大脑海马体新神经元就“停产了”!

Older adults grow just as many new brain cells as young people: study

New brain cells in the old? Study stokes debate

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  • Human Hippocampal Neurogenesis Persists throughout Aging

    Adult hippocampal neurogenesis declines in aging rodents and primates. Aging humans are thought to exhibit waning neurogenesis and exercise-induced angiogenesis, with a resulting volumetric decrease in the neurogenic hippocampal dentate gyrus (DG) region, although concurrent changes in these parameters are not well studied. Here we assessed whole autopsy hippocampi from healthy human individuals ranging from 14 to 79 years of age. We found similar numbers of intermediate neural progenitors and thousands of immature neurons in the DG, comparable numbers of glia and mature granule neurons, and equivalent DG volume across ages. Nevertheless, older individuals have less angiogenesis and neuroplasticity and a smaller quiescent progenitor pool in anterior-mid DG, with no changes in posterior DG. Thus, healthy older subjects without cognitive impairment, neuropsychiatric disease, or treatment display preserved neurogenesis. It is possible that ongoing hippocampal neurogenesis sustains human-specific cognitive function throughout life and that declines may be linked to compromised cognitive-emotional resilience.

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