抑郁症是现代社会严重危害人类健康的身心疾病。关于抑郁症发病机理的假说有多种,目前具有潜力的是细胞因子假说或称炎性免疫假说。该假说认为抑郁症是一种心理-神经-免疫紊乱性疾病,机体的免疫系统在抑郁症中具有重要作用。研究组在以往研究中,证明中枢炎性免疫导致的抑郁行为与慢性应激所导致的抑郁行为类同,海马炎性细胞因子升高是两个抑郁模型的共同特征。这些研究发现表明炎性免疫是致抑郁症的关键因素。但脑内炎性免疫致抑郁症的机理迄今尚无清晰的阐释。

导读:苏黎世大学脑研究所教授Sebastian
Jessberger的研究组第一次观察到了神经干细胞分化和新生神经元在成年小鼠海马中整合的过程。今天,赛业小编为您推荐“科学家首次在成体大脑中发现干细胞分裂”,详情如下:

近年来研究发现炎性免疫对大脑,特别是海马的神经发生有抑制作用。神经发生(neurogenesis)也称神经元再生,是指大脑神经细胞能够自发地产生,经历发育、分化及迁移等过程,最终成为具有功能的成熟神经细胞加入原有神经网络。大脑的神经发生是大脑的自我更新、生理性稳态维持和神经可塑性的结构基础。传统观点认为,成年后的神经细胞不具有再生能力。各种原因导致的成年后神经元死亡被认为是不可逆的。随着科学技术的发展,人们开始认识到成年后大脑中新神经元仍不断地自发地产生于至少两个脑区:其一是海马的颗粒下层区域,新细胞产生后向齿状回颗粒细胞层迁移;其二是室管膜下层区域,新细胞产生后迁移至嗅球。然而,成年神经发生在炎性所致抑郁行为中究竟起什么作用并不清楚。

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为弄清成年神经发生在炎性免疫所致抑郁症中扮演什么角色,中国科学院心理研究所心理健康重点实验室研究员林文娟及其博士生汤明明等研究者,采用中枢炎性免疫应答造模,系统探讨炎性细胞因子调控抑郁行为与海马神经发生的关系。并采用补充外源性成纤维细胞生长因子2(Fibroblast
growth factor
2,FGF2)改善或促进神经发生、观察被调控的海马神经发生与炎性免疫所致的抑郁行为的关系。研究发现,中枢炎性免疫导致神经发生的信号分子——细胞外信号调节激酶(Extracellular
signal-regulated kinase
,ERK)下调,海马齿状回神经发生抑制。海马的神经发生抑制(包括神经元的增殖,新生神经元的生存和不成熟细胞数)与抑郁行为的各项指标如快感缺失、自主活动和探索行为减少、绝望情绪等显著相关。外源性FGF2能调节和提高ERK信号分子的水平,改善了炎性免疫导致的神经发生的抑制,逆转了中枢炎性免疫所引起的抑郁样行为。这些结果表明神经发生是中枢炎性免疫诱发抑郁症状的重要机制。从调控或促进神经发生的角度,为防治炎性所致的抑郁症提供了新的途径。

科学家们曾经认为在胚胎发育结束时,会逐渐减少新神经细胞的产生。然而,最近的研究表明,成年人大脑可以在整个生命过程中产生新的神经细胞,比如海马区域,这是决定许多学习和记忆类型的大脑结构,能决定什么东西会被记住,什么会被遗忘。

该研究受国家自然科学基金
(31170987,31440045)资助。成果在心理神经免疫学杂志Brain, Behavior, and
Immunity
发表。国际同行认为该工作是一项及时的、有意义和有创新的发现。

这一研究成果公布在2月8日的Science杂志上。

论文信息:Ming-ming Tang ,Wen-juan Lin*, Jun-tao Zhang, Ya-wei Zhao,
Ying-cong Li . Exogenous FGF2 reverses depressive-like behaviors and
restores the suppressed FGF2-ERK1/2 signaling and the impaired
hippocampal neurogenesis induced by neuroinflammation. Brain, Behavior
and Immunity
.

进入大脑的窗口

论文链接

苏黎世大学脑研究所教授Sebastian
Jessberger的研究组,第一次观察到了神经干细胞买球网站,分化和新生神经元在成年小鼠海马中整合的过程。这项由博士后Gregor
Pilz和博士生Sara
Bottes领导的研究使用了体内双光子成像和神经干细胞遗传标记,观察干细胞分裂,并在长达两个月的时间里观测了新神经细胞的成熟。

研究人员通过观察细胞的行动,和随时间推移发生的变化,他们发现大多数干细胞在成熟为神经元之前只需要分裂几轮。这些结果解释了为什么新生细胞数量随着年龄的增长而急剧下降。

Jessberger说:“过去,由于海马定位在大脑中的深层区域,在技术上不可能追踪大脑中的单个干细胞随时间发生的变化。”这一次他们求助于跨学科团队,实现了新的突破:“我们很幸运,包括来自脑研究所的Fritjof
Helmchen和来自剑桥大学的DavidJörg和Benjamin
Simons等一批合作者共同努力,将深脑成像和理论建模方面的专业知识汇集在一起​​,才获得并解析了这些数据”。

干细胞可以作为脑部疾病的治疗靶点

这项研究回答了该领域长期存在的问题,但研究人员也指出,这只是了解我们的大脑如何能够在整个生命期间形成新的神经细胞的第一步。Jessberger总结说:“未来,我们希望能够使用神经干细胞进行脑部修复,例如认知衰老,帕金森症和阿茨海默病,或重度抑郁症等疾病。”

原文标题:Live imaging of neurogenesis in the adult mouse hippocampus

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