3月26日，來(lái)自西班牙的研究團(tuán)隊(duì)在成年人的大腦中發(fā)現(xiàn)了大量的新生神經(jīng)元，其中年齡最大的個(gè)體年齡甚至接近90歲，而在阿爾茨海默癥患者的腦內(nèi)，新神經(jīng)元的形成明顯減少，該研究可能為攻克阿爾茨海默癥帶來(lái)新的曙光，相關(guān)論文發(fā)表在《自然-醫(yī)學(xué)》雜志上。

記憶殺手

阿爾茨海默癥即Alzheimer’s disease ，簡(jiǎn)稱AD。近年來(lái)，患病的年邁老人因?yàn)橛洸坏没丶业穆范颐窬瘞兔Φ膱?bào)道層出不窮。這種記憶力障礙就是AD患者最典型的一種癥狀。除此之外，AD患者也表現(xiàn)出認(rèn)知功能障礙等神經(jīng)精神癥狀，一旦起病，不可逆轉(zhuǎn)。

世界衛(wèi)生組織資料顯示，全球約有4750萬(wàn)人患有阿爾茨海默癥，中國(guó)有近1000萬(wàn)確診患者，占全球四分之一。隨著老齡化程度的增加，預(yù)計(jì)到2050年，我國(guó)的老年人口大約會(huì)增長(zhǎng)到4億，AD患者將達(dá)到2000萬(wàn)人。

需要注意的是，由于AD患者主要為老年人，且隨著年齡增長(zhǎng)，病情逐漸加重，導(dǎo)致很多人認(rèn)為這是一種衰老癥狀，而沒(méi)有引起足夠的重視。而事實(shí)上AD是一種疾病，如果沒(méi)有有效的預(yù)防和治療方法，家庭和社會(huì)都將會(huì)面臨沉重的負(fù)擔(dān)。

藥物研發(fā)路漫漫

AD作為一種起病隱匿的復(fù)雜異質(zhì)性疾病，其特征性的改變主要為β-淀粉樣蛋白沉積形成的細(xì)胞外老年斑和神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)神經(jīng)元纖維纏結(jié)。除此之外，還有皮質(zhì)彌漫性萎縮、腦溝回增寬、腦室擴(kuò)大、神經(jīng)元大量減少等病變。

盡管AD發(fā)病原因和機(jī)制目前還沒(méi)有定論，科研人員和制藥企業(yè)仍一直在努力研發(fā)可以緩解和治療AD的藥物，但是收效甚微。

3月21日，美國(guó)生物技術(shù)公司百健（Biogen）和日本著名藥企衛(wèi)材（Eisai）宣布，終止一種名為aducanumab的阿爾茨海默癥藥物的兩項(xiàng)全球三期研究。

aducanumab主要是針對(duì)β-淀粉樣蛋白沉積這種病理特征而開(kāi)發(fā)的，獨(dú)立的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)在對(duì)兩項(xiàng)研究的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后認(rèn)為，該藥物對(duì)AD患者的認(rèn)知功能損傷沒(méi)有改善作用。除此之外，著名藥企羅氏也在不久前宣布終止了幾項(xiàng)關(guān)于 AD藥物的臨床研究，AD新藥研發(fā)之路舉步維艱。

尋找新生神經(jīng)元

AD患者大腦的一個(gè)重要特征是神經(jīng)元大量減少?；诖颂卣?，也有科研人員致力于通過(guò)訓(xùn)練或者藥物刺激神經(jīng)元新生來(lái)預(yù)防和治療AD。我們都知道，人體的大部分器官都會(huì)有細(xì)胞的衰亡，也不斷有新細(xì)胞的產(chǎn)生，比如肝臟的細(xì)胞再生能力就很強(qiáng)。然而關(guān)于成人大腦中是否存在新生神經(jīng)元?jiǎng)t一直存在爭(zhēng)議。

在早期的大腦研究中，在顯微鏡下，成年人的大腦中觀察不到存在正在分裂的神經(jīng)元。因此很長(zhǎng)一段時(shí)間，大家認(rèn)為神經(jīng)元不會(huì)再生。最近二三十年隨著新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，比如利用新的放射性元素標(biāo)記和核苷酸類似物標(biāo)記技術(shù)，不同國(guó)家的科學(xué)家陸續(xù)報(bào)道，在成人的大腦中發(fā)現(xiàn)了新生神經(jīng)元。然而，真正在成年個(gè)體大腦中觀察到新生神經(jīng)元的研究主要來(lái)自嚙齒類動(dòng)物，來(lái)源于成人大腦的直接證據(jù)幾乎沒(méi)有，因此還不足以下定論。

就在科研人員迫切地想要在成年人的大腦中找到新生神經(jīng)元存在的證據(jù)時(shí)，2018年兩篇關(guān)于新生神經(jīng)元的研究讓這個(gè)問(wèn)題更加迷霧重重。來(lái)自美國(guó)的兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)采用類似的方法，卻得到相反的結(jié)果。其中一項(xiàng)研究發(fā)表在《自然》雜志，它來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)舊金山分校的索雷爾斯（S. F. Sorrells）團(tuán)隊(duì)，另一項(xiàng)發(fā)表在《細(xì)胞-干細(xì)胞》雜志的研究則來(lái)自美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的博爾德里尼（M. Boldrini）團(tuán)隊(duì)。

兩項(xiàng)研究都采用人的尸體大腦為研究對(duì)象，采用免疫熒光染色來(lái)標(biāo)記一種雙皮質(zhì)素（doublecortin，DCX）的蛋白，這種蛋白主要在分裂中的神經(jīng)元和早期分裂后的子代神經(jīng)中表達(dá)。

索雷爾斯團(tuán)隊(duì)研究了59個(gè)年齡跨度從孕期14周的胎兒到 77歲生前健康的老年人的尸體大腦標(biāo)本，而博爾德里尼團(tuán)隊(duì)的研究樣本是28個(gè)生前健康個(gè)體的尸體大腦標(biāo)本，年齡在14歲到79歲之間。前者在胎兒和嬰兒的大腦中發(fā)現(xiàn)了大量的神經(jīng)元母細(xì)胞和新生的神經(jīng)元，但在所有成年個(gè)體的腦標(biāo)本中沒(méi)有一例觀察到新生的神經(jīng)元。而后者則發(fā)現(xiàn)，即使是老年人，死亡時(shí)海馬區(qū)仍然有數(shù)以千計(jì)的新生神經(jīng)元。

成年人的大腦中究竟有沒(méi)有新生神經(jīng)元呢？答案似乎更加撲朔迷離。

揭開(kāi)神秘面紗

令人振奮的是，距離前兩篇報(bào)道過(guò)去才一年，3月26日發(fā)表在《自然-醫(yī)學(xué)》雜志的一項(xiàng)研究給大家打了一劑強(qiáng)心針。來(lái)自西班牙的倫斯馬?。∕.L. Martin）團(tuán)隊(duì)在生前健康的成年人尸體大腦以及AD患者大腦中均發(fā)現(xiàn)了大量的新生神經(jīng)元，其中年齡最大的個(gè)體年齡甚至接近90歲。那么倫斯馬丁的研究是否更加可信呢？

在詳細(xì)解讀這篇文章之前，我們首先來(lái)認(rèn)識(shí)一下大腦中一個(gè)與記憶和神經(jīng)元新生有關(guān)的腦區(qū)，即海馬。該腦區(qū)因形似海馬，故得名。海馬包含有四個(gè)亞區(qū)，即CA1、CA2、CA3和齒狀回（dentate gyrus，DG）（圖1）。

海馬主要負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)和記憶。除此之外，在成年哺乳動(dòng)物的大腦中，海馬還具有另一個(gè)與眾不同又很重要的特征，它可以為大腦提供新的神經(jīng)元，這個(gè)過(guò)程也被稱為“成年海馬神經(jīng)形成（adult hippocampal neurogenesis，AHN）”。目前發(fā)現(xiàn)的新生神經(jīng)元主要來(lái)自DG區(qū)。對(duì)大量的AD患者大腦的研究表明，海馬DG區(qū)的神經(jīng)形成顯著改變。

由于前人的研究報(bào)道很不一致，而且人的大腦標(biāo)本十分難得，研究人員在標(biāo)本預(yù)處理時(shí)慎之又慎。

首先，他們排除了醫(yī)療記錄中顯示有過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)疾病或者認(rèn)知障礙的個(gè)體的大腦，并且確認(rèn)了這些個(gè)體的大腦處于布拉克（Braak）分期的0階段，即大腦沒(méi)有病理改變。Braak分期來(lái)源于德國(guó)的神經(jīng)病理學(xué)家Heiko Braak，Braak主要研究帕金森?。≒arkinson’s disease，PD）的發(fā)病機(jī)理，經(jīng)過(guò)大量的標(biāo)本研究，發(fā)現(xiàn)在PD患者的大腦損傷主要可以分為6期，從1期到6期，大腦的病理?yè)p傷越來(lái)越嚴(yán)重，患者的癥狀也越來(lái)越嚴(yán)重。后來(lái)Braak分期也被用來(lái)評(píng)估AD患者的病程發(fā)展。

此外，研究人員嚴(yán)格監(jiān)測(cè)了大腦從死亡到組織固定的時(shí)間間隔，確保最優(yōu)化的固定時(shí)間和條件。同時(shí)避免冷凍、石蠟包埋以及其他可能對(duì)大腦組織產(chǎn)生損傷的機(jī)械操作，最終獲得了13個(gè)年齡從43歲到87歲的個(gè)體的大腦。通過(guò)DCX染色，研究人員欣喜地在DG鑒定出了數(shù)以千計(jì)的表達(dá)DCX蛋白的神經(jīng)元，而在非神經(jīng)源性的腦區(qū)則沒(méi)有檢測(cè)到DCX的信號(hào)。

形勢(shì)似乎一片大好，但是研究人員還要找到更加可靠的證據(jù)。思路其實(shí)很簡(jiǎn)單，如果成年人的大腦中存在新生神經(jīng)元，由于不同細(xì)胞分裂的時(shí)間點(diǎn)不一樣，在固定標(biāo)本時(shí)，分裂后的神經(jīng)元應(yīng)該處于不同的成熟階段。所以，如果可以在表達(dá)DCX蛋白的神經(jīng)元中再鑒定出處于不同成熟階段的細(xì)胞亞群，就能證明成人大腦中確實(shí)有新生神經(jīng)元的產(chǎn)生。那么如何鑒定呢？

實(shí)際上，細(xì)胞分裂之后，在AHN的不同成熟階段，會(huì)表達(dá)不同的細(xì)胞標(biāo)記物（圖2），比如未成熟的神經(jīng)元中會(huì)表達(dá)神經(jīng)細(xì)胞粘附分子和鈣網(wǎng)膜蛋白（CR），而在分化程度更高的神經(jīng)元中，則會(huì)表達(dá)鈣結(jié)合蛋白（CB）。除此之外，還有一些其他標(biāo)記物，通過(guò)檢測(cè)這些標(biāo)記物的表達(dá)，就可以判斷神經(jīng)元位于哪個(gè)成熟階段。

不出所料，研究人員成功地在表達(dá)DCX蛋白的神經(jīng)元中檢測(cè)到了各種標(biāo)記物。大量的神經(jīng)元表達(dá)DCX蛋白，同時(shí)他們還表達(dá)代表不同成熟階段的標(biāo)記物，表明在成人大腦中，確實(shí)存在大量的新生神經(jīng)元。

為了進(jìn)一步探究在AD患者大腦中是否也存在新生神經(jīng)元。倫斯馬丁團(tuán)隊(duì)檢測(cè)了45個(gè)年齡位于52歲到97歲的AD患者的大腦，這些患者的病程不同，涵蓋了6個(gè)Braak分期。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著年齡的增長(zhǎng)，表達(dá)DCX蛋白的神經(jīng)元的數(shù)量越來(lái)越少。而且與同齡的健康人相比，AD患者大腦中表達(dá)DCX蛋白的神經(jīng)元的數(shù)量顯著降低（圖3）。這表明，除了年齡引起的新生神經(jīng)元的數(shù)量降低，還有其他因素導(dǎo)致AD患者大腦中的新生神經(jīng)元減少。通過(guò)檢測(cè)處于不同Braak分期的大腦中表達(dá)DCX蛋白的神經(jīng)元中各種細(xì)胞標(biāo)記物的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)首先在Braak三期的患者中存在神經(jīng)細(xì)胞粘附分子表達(dá)的降低。隨著病程發(fā)展，其他標(biāo)記物的表達(dá)也逐漸降低。

新希望

倫斯馬丁團(tuán)隊(duì)的研究強(qiáng)有力地證明了不管是在健康成年人的大腦中還是AD患者的大腦中，均存在新生神經(jīng)元，但是AD患者的新生神經(jīng)元顯著減少。如果能夠通過(guò)一些非侵入性的手段檢測(cè)AHN的受損程度，也許可以作為檢測(cè)AD病情發(fā)展的重要方法。

該研究也為那些致力于通過(guò)促進(jìn)神經(jīng)元新生來(lái)治療包括AD在內(nèi)的腦部疾病的探索帶來(lái)了一絲曙光。希望在不久的將來(lái)，可以聽(tīng)到治療AD新藥的好消息。