神经再生可行吗?

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  对于生物来说求偶非常重要,鸟类产生新的神经元来记忆歌曲是无可厚非的进化策略。那么作为高级灵长类动物的人类是否也能产生新的神经元呢?
  答案是肯定的。成年人类的海马区就被观察到了有新的神经元产生,并且不像斑胸草雀被限定在春天!
  神经元是什么?
  在大众话语体系里,我们很少听到“神经元”,反而“神经”出现的频率更高一些。这是一个模糊的概念。“神经”可以理解为神经元(neuron),也就是大脑里一个个形状灵活多态的主要承担信息接收、处理、传递的小单元;不过一般理解为神经束(nerve),即神经元发出的轴突(axon)经过髓鞘(神经胶质细胞)包裹后形成的“电线”。
  既然有“电线”,那么必然有“电”了?
  没错。轴突可以和别的神经元形成突触,突触就像神经进行信息传递的“驿站”,这就是神经元互相连接形成复杂又灵活的大脑的基础。
  神经元是如何产生的?
  我们都知道,个体是从一个小小的受精卵发育而来的。那么这最初的一个细胞是如何产生出各种复杂的细胞种类(皮肤、血液、头发、肌肉、骨骼、口腔黏膜等等),甚至高度精密、连接复杂(至今也不能被完全理解)的大脑的呢?
  对于受精卵而言,这是简单的,因为受精卯的发育方向就是“逐渐失去分化功能”,不同的细胞朝着不同的方向分化,最后产生不可分化的一个个形态功能固定的细胞。如果细胞也有诗意,一定会吟唱一句“一片森林里分出两条路,而我选择了人迹更少的一条,从此决定了我一生的道路”。
  而在成年人体内,也有不断产生新细胞的功能,但是可塑性已经不如胚胎。以冲经元为例,一旦出现神经损伤,还能否再生呢?
  神经再生可行吗?
  不管是神经元(neuron)还是神经(nerve)的损伤,一旦发生,星形胶质细胞(astrocyte)就会替代受损的神经元,和一些别的细胞成分(此如小胶质细胞、底纤维细胞、寡突胶质细胞先导细胞、细胞碎片、血管内皮细胞等)和一些别的分子成分(胶原、纤维连接蛋白、层粘连蛋白等)形成伤疤(glial scar)。这些成分就像砖瓦和水泥一样,迅速把受伤的部位填补上了。这个伤疤算是神经系统的自我保护,避免了神经网络的稳态被干扰,然而,也为神经再生带来了障碍。
  神经元的损伤,本身是不可再生的。一旦发生重大损伤,就会导致神经元的死亡。但是可以通过干细胞治疗(stem cell therapy)来实现重新分化出特定神经元的目的。这个过程就是模仿胚胎干细胞的发育(分化)过程,通过植入干细胞并且诱导千细胞分化成为具有特定功能的细胞,比如骨髓移植治疗白血病就是这个原理。
  由于干细胞极其珍贵,难以获得,且干细胞移植还可能出现免疫排异反应。这就催生了更为疯狂的想法,就是把自体细胞通过一系列干预手段进行“倒带重播”:使其由“已分化”的状态退回到“未分化”的状态,这就成功制造出了排异反应较低的干细胞,而且想要多少就有多少!
  神经束再生可以吗?
  另一个就是神经束(nerve/axon)的损伤。一般来说,神经束受损后,会出现以下两种情况:神经元死亡或轴突继续生长(白发再生)。
  因此,神经损伤后,会面临五个难题:
  1.神经元不能死
  2.轴突要继续生长
  3.轴突要穿过神经胶质伤疤
  4.轴突找到正确的位置
  5.形成新的髓鞘、突触,功能恢复
  如果前三大问题不能正确解决的话,将会导致功能丧失。而4、5两大难题不能解决,就将形成错误的突触,不仅功能丧失,还会带来神经痛(neuropathic pain)。
  那我们究竟怎样来解决这些问题呢?
  1、2:神经生长因子。神经生长因子能使神经元存活下来,并促进神经轴突的进一步生长。神经生长的作用在春天需要唱情歌的斑胸草雀大脑里也已经被证实了。
  4:为轴突生长导航的一切因素。目前的研究有semaphorins,netrins,Ephnns,Cell Adhesion Molecule等轴突生长“精确制导”分子,通过吸引一排斥等相互作用,让生长中的轴突能穿越重重障碍,按图索骥找到正确的位置而不敲错门。
  5:形成髓鞘的细胞疗法。
  鉴于此,神经再生遇到的最麻烦的问题反而是:3:难以穿越的神经胶质伤疤(即我们前面说到的障碍)。由于神经胶质伤疤(glial scar)的存在,尤其是胶原(collagen)的存在,有幸逃过死亡命运重新上路甚至有人接应的轴突,遇到了难以翻越的绿坝长城。
  不过目前已经有很成熟的动物实验发现,一种存在于嗅觉系统的细胞——oIfactory ensheathing cells(OEC)(又叫olfactory ensheathing glia,OEG)能够为生长中的轴突打通隧道。ensheathinq,望文生义,也是形成一种髓鞘。将这种细胞移植到神经胶质伤疤处,形成的空腔能够使轴突生长穿过。
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