當(dāng)我們的神經(jīng)元——大腦的主要細(xì)胞——死亡時，我們也會死亡。
大多數(shù)神經(jīng)元是在胚胎發(fā)育期間產(chǎn)生的，出生后沒有“備份”。研究人員普遍認(rèn)為，它們的存活率幾乎是由外部因素決定的，或者是由外力(如神經(jīng)元為神經(jīng)細(xì)胞提供的組織和細(xì)胞)決定的。
加州大學(xué)河濱分校生物醫(yī)學(xué)家西卡鄭領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)對這一概念提出了挑戰(zhàn)，并報告稱神經(jīng)元的持續(xù)存活也是在發(fā)育過程中固有的程序。
這項(xiàng)研究發(fā)表在《神經(jīng)元》雜志上，研究人員的識別機(jī)制說，在神經(jīng)元出生時被觸發(fā)，本質(zhì)上減少了細(xì)胞死亡的一般形式——或“凋亡”——尤其是在神經(jīng)元中。當(dāng)這種基因調(diào)控停止時，連續(xù)神經(jīng)元的存活就被破壞，動物就會死亡。
生物體的生存、大腦功能和適應(yīng)性取決于其神經(jīng)元的存活。在高等生物中，神經(jīng)元控制呼吸、進(jìn)食、感覺、運(yùn)動、記憶、情感和認(rèn)知。他們可能死于許多非自然原因，如神經(jīng)退行性疾病、損傷、感染和創(chuàng)傷。神經(jīng)元是長壽細(xì)胞，但使其長壽的基因控制尚不清楚。
鄭的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在報告說，參與機(jī)制的核心部分是Bak1中的一小部分基因序列，Bak1是一種促凋亡基因，其激活導(dǎo)致凋亡。當(dāng)這個小片段(稱為微外顯子)的基因序列拼接成最終的Bak1基因產(chǎn)物時，Bak1表達(dá)將被關(guān)閉。外顯子是組成信使RNA的序列。
“凋亡是控制所有后生動物細(xì)胞更新和組織穩(wěn)態(tài)的一種方式，”生物醫(yī)學(xué)科學(xué)副教授鄭說?！按蠖鄶?shù)非神經(jīng)細(xì)胞在內(nèi)外壓力的作用下很容易參與細(xì)胞凋亡。然而，這種細(xì)胞自殺程序需要控制神經(jīng)元，以便它們能夠存活多年。我們現(xiàn)在展示了神經(jīng)元凋亡的遺傳衰減是如何發(fā)生的?！?
鄭團(tuán)隊(duì)通過大規(guī)模分析人類組織、小鼠組織、人類發(fā)育中的大腦、小鼠發(fā)育中的前腦和小鼠發(fā)育中的中腦的表達(dá)數(shù)據(jù)，確定了Bak1微外顯子。研究小組首先比較了人類和小鼠的神經(jīng)組織和非神經(jīng)組織，以確定神經(jīng)特異性外顯子。然后，他們發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)神經(jīng)元早在神經(jīng)元誕生時就降低了對凋亡的敏感性。他們還發(fā)現(xiàn)，在神經(jīng)元建立連接或支配其他細(xì)胞之前，細(xì)胞凋亡在神經(jīng)元的發(fā)育過程中逐漸減少，這表明除了外部信號之外的其他因素也可能起作用。
鄭說：“我們證明神經(jīng)元在發(fā)育過程中改變了調(diào)節(jié)細(xì)胞死亡的方式?！薄斑@是為了保證神經(jīng)元的壽命，這是維持大腦功能神經(jīng)回路完整性所必需的。”
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