人類大腦海馬體中是否存在成年神經(jīng)發(fā)生，是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域最 具爭議的問題之一。
大多數(shù)關(guān)于人類海馬體神經(jīng)發(fā)生的研究，都評估了從神經(jīng)干細胞（NSC），經(jīng)過中間神經(jīng)祖細胞（INP）和神經(jīng)母細胞，到新生神經(jīng)元（NB）的不同階段的神經(jīng)發(fā)生相關(guān)蛋白的存在。多項研究報道了人類海馬體齒狀回中神經(jīng)祖細胞相關(guān)標(biāo)志物的免疫組化證據(jù)貫穿一生，而其他一些研究則報告稱在兒童期之后這些標(biāo)志物不存在，因此對人類成年期的海馬神經(jīng)發(fā)生是否真實存在產(chǎn)生了質(zhì)疑。方法學(xué)上的差異可能是導(dǎo)致這些相互矛盾的結(jié)果的原因，而且盡管這些標(biāo)志物在其他物種中得到了驗證，但它們是否能可靠地識別人類神經(jīng)祖細胞，仍不得而知。
2025 年 7 月 3 日，瑞典卡羅林斯卡學(xué)院 Jonas Frisen 團隊在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Science 上發(fā)表了題為：Identification of proliferating neural progenitors in the adult human hippocampus 的研究論文。
這項研究提供了令人信服的新證據(jù)，表明了人類大腦記憶中心海馬體中的神經(jīng)元在成年后乃至晚年時，仍會持續(xù)生成。這一發(fā)現(xiàn)為有關(guān)人類大腦適應(yīng)性的基本且長期爭論的問題提供了"蓋棺定論"的答案。
海馬體是對于學(xué)習(xí)和記憶至關(guān)重要且參與情緒調(diào)節(jié)的一個大腦區(qū)域。早在 2013 年，Jonas Frisen 團隊就在一項備受矚目的研究中表明，成年人大腦的海馬體中可以形成新的神經(jīng)元。隨后，研究人員測量了來自大腦組織 DNA 中的碳-14（14C）水平，這使得確定神經(jīng)元細胞形成的時間成為可能。
然而，這種新神經(jīng)元形成（即神經(jīng)發(fā)生）的程度和意義仍存在爭議。目前尚無明確證據(jù)表明在成年人體內(nèi)，被稱為神經(jīng)祖細胞的先于新神經(jīng)元出現(xiàn)的細胞確實存在并正在進行分裂增殖。
Jonas Frisen 教授表示，現(xiàn)在，我們已經(jīng)能夠識別出這些起源細胞，這證實了成年人大腦海馬體中神經(jīng)元的生成仍在持續(xù)進行。
在這項最新研究中，研究團隊結(jié)合了多種先進方法，對來自多個國際生物樣本庫的 0-78 歲人群的大腦組織進行了研究。他們采用了單細胞核 RNA 測序（snRNA-seq）技術(shù)，該技術(shù)能夠分析單個細胞核中的基因活性，并利用流式細胞術(shù)來研究細胞特性。通過將這些方法與機器學(xué)習(xí)（Machine Learning）相結(jié)合，使得研究團隊能夠識別出神經(jīng)元發(fā)育的不同階段，從干細胞到未成熟的神經(jīng)元，其中許多處于分裂階段。
為了確定這些細胞的定位，研究團隊采用了兩種能顯示組織中不同基因活躍位置的技術(shù)：RNAscope 和 Xenium，這些方法證實新生成的神經(jīng)細胞位于大腦海馬體中的齒狀回區(qū)域，該區(qū)域?qū)τ谟洃浶纬伞W(xué)習(xí)和認知靈活性十分重要。
這些研究結(jié)果表明，人類成年神經(jīng)元的祖細胞與小鼠、豬和猴子的相似，但在哪些基因處于活躍狀態(tài)方面存在一些差異。個體之間也存在很大差異--有些成年人大腦中有許多神經(jīng)祖細胞，而另一些則幾乎沒有。
Jonas Frisen 教授表示，這些發(fā)現(xiàn)這為我們理解人類大腦在生命過程中如何運作和變化提供了重要線索。這項研究還可能對開發(fā)刺激神經(jīng)退行性疾病和精神疾病患者神經(jīng)發(fā)生的再生療法產(chǎn)生影響。
具有空間分辨率的成年人類神經(jīng)祖細胞及人類神經(jīng)發(fā)生微環(huán)境的單細胞轉(zhuǎn)錄組特征分析
總的來說，該研究通過 snRNA-seq 測序技術(shù)對從出生到成年甚至晚年（0-78歲）的人類的大腦海馬體進行了分析，兒童早期的大腦海馬體中發(fā)現(xiàn)了所有神經(jīng)祖細胞階段，而在成年人中，通過使用細胞增殖標(biāo)志物 Ki67 的抗體和機器學(xué)習(xí)算法，發(fā)現(xiàn)了正在增殖的神經(jīng)祖細胞的存在。此外，轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)表明，這些神經(jīng)祖細胞位于海馬體的齒狀回區(qū)域。這些發(fā)現(xiàn)支持了成年人類大腦海馬體中存在神經(jīng)發(fā)生的觀點，有助于理解成年人神經(jīng)發(fā)生的過程。
論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adu9575
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