Nature子刊发现向干细胞下达指令的神经元

　　

生物通报道  杜克大学的研究人员发现，成体大脑中的一种新型神经元具有告知干细胞生成更多新神经元的能力。尽管他们的实验尚处于早期阶段，这些研究结果为大脑有可能从内部修复自身开启了诱人的可能。研究结果发表在6月1日的《自然神经科学》（Nature Neuroscience）杂志上。

细胞生物学、神经生物学和儿科学助理教授Chay Kuo博士说，一段时期以来神经科学家们一直怀疑：大脑具有引导新神经元生成的能力，但却难于确定这些指令来自何处（延伸阅读：Nature新文章解析干细胞活性调控机制 ）。

在一项小鼠研究中，他的研究小组发现在邻近于纹状体的，成体大脑脑室下区（subventricular zone，SVZ）神经发生微环境中存在一些从前未知的神经元细胞群。这些神经元表达胆碱乙酰转移酶(ChAT)，ChAT是生成神经递质乙酰胆碱的必要条件。借助于光遗传学工具，研究人员能够用激光上下微调这些ChAT+神经元产生神经冲动的频率，他们可以看到在大脑中神经干细胞增殖所发生的明显改变。

Kuo说，成熟ChAT+神经元细胞群只是与干细胞发生对话，告知它们提高新神经元生成的一个从未描述过的神经回路的一个组成部分。研究人员还不清楚这一回路的所有组成元件，或是它所利用的密码，但通过控制ChAT+神经元的信号，Kuo和同事们确定了这些神经元是控制SVZ微环境新神经元生成的必要及充分条件。

Kuo说：“我们一直在致力确定在成体大脑中神经发生的维持机制。揭示出这一隐秘的关口——能够直接引导干细胞生成更多未成熟神经元的神经回路，非常出乎意料也令我们感到兴奋。这一令人着迷寻宝游戏在许多时刻似乎走到了尽头。”

利用全细胞记录技术和一些生物化学实验，研究人员揭示出SVZ神经干细胞直接响应局部乙酰胆碱释放，以及成纤维细胞生长因子受体激活，提高了神经母细胞生成。

这些研究结果揭示了一个从前未知的关口，其将SVZ神经发生与神经元活性依赖性控制联系到一起，从而为在健康和疾病状态下调控神经再生能力带来了可能性。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Identification of distinct ChAT+ neurons and activity-dependent control of postnatal SVZ neurogenesis

Postnatal and adult subventricular zone (SVZ) neurogenesis is believed to be primarily controlled by neural stem cell (NSC)-intrinsic mechanisms, interacting with extracellular and niche-driven cues. Although behavioral experiments and disease states have suggested possibilities for higher level inputs, it is unknown whether neural activity patterns from discrete circuits can directly regulate SVZ neurogenesis. We identified a previously unknown population of choline acetyltransferase (ChAT)+ neurons residing in the rodent SVZ neurogenic niche. These neurons showed morphological and functional differences from neighboring striatal counterparts and released acetylcholine locally in an activity-dependent fashion. Optogenetic inhibition and stimulation of subependymal ChAT+ neurons in vivo indicated that they were necessary and sufficient to control neurogenic proliferation. Furthermore, whole-cell recordings and biochemical experiments revealed direct SVZ NSC responses to local acetylcholine release, synergizing with fibroblast growth factor receptor activation to increase neuroblast production. These results reveal an unknown gateway connecting SVZ neurogenesis to neuronal activity-dependent control and suggest possibilities for modulating neuroregenerative capacities in health and disease.