Nature子刊：不一样的神经元修剪

　　

——成体小鼠大脑中的新生神经元过度生长后会被裁剪

生物通报道：树苗不修剪，难成栋梁材，因此对于园丁来说，树木只有定期修剪，去掉某些枝条，剩下的才能长得更好。同样在发育期间，神经元生长与修剪也是必需的，来自Salk生物科学研究所的Rusty Gage等人发现成体小鼠中新生成的大脑细胞，之后会得到修剪。

这一研究成果公布在5月2日的Nature Neuroscience杂志上，研究人员观测了成体小鼠海马齿状回（dentate gyrus）中树突生长的过程，发现了这一奥秘。

“这项研究成果令人感到惊讶，这些细胞最初生长的很快，变得很大，但经过修剪之后就会变得和其它细胞一样了”，文章另外一位作者Tiago Gonçalves 说。

大脑是一个神奇的器官，其中约有1000亿个神经元，平均每个神经元又与其他神经元形成约1000个被称为“突触”的联接节点，这些神经元在发育过程中会被加工，在发育早期，树突棘与突触数目快速增加，形成功能性神经网络。神经网络的复杂度达到一定程度后，必须像修剪枝叶一样进行优化，才能达到最佳的信息传递与储存效果。神经环路的这种精确化过程主要在青春期进行，表现为树突棘数目总体减少，而不是增多。比如，自闭症患者的树突棘，成年期相比幼年期结束时减少了，但因修剪存在缺陷，数目总体上仍高于普通人群。

在这篇文章中，研究人员为追踪了新生神经元，用绿色荧光蛋白 (GFP)标记细胞，将玻璃观测平台植入到大脑中，从而在长达几个星期的时间里标记观测细胞。在GFP标记三个星期后，研究人员发现细胞分支越来越多，达到顶峰，之后又回落到了一个稳定的水平。

虽然动物细胞接触到了富集环境，最初会产生更多的树突分支，但是机体也不会放任其继续“疯长”，这些细胞会被修剪，变成了正常水平。

“因此我们的发现指出发育DGSs（齿状回细胞）中的树突会维持一种稳态，抵消了过度生长，成为了正常的细胞，”作者写道。

神经元修剪机制复杂，此前来自霍德华休斯医学院，加州大学旧金山分校等处的研究人员发现了一种关键酶：含缬酪肽蛋白在神经元树突修剪过程中的重要作用。

研究人员发现一种称为含缬酪肽蛋白(valosin-containing protein,VCP)的泛素依赖性ATP酶，如果被抑制，或者被突变，就会导致mRNA代谢过程出现特殊异常，而且这种蛋白的作用也与树突修剪有关，由于VCP在人体内的同系物与神经退行性疾病有关，因此这一发现也有助于解析此类疾病的病理机制。

更为重要的是，VCP是一种广泛存在的膜结合糖蛋白，作为泛素依赖性分子伴侣，是泛素-蛋白酶体系统中的一员，它与蛋白酶体中19S调控部分的突变，会造成修剪基因表达出现缺陷，以及特殊mRNA结合蛋白的错误定位和过量表达。院士伉俪PNAS发现泛素系统的新作用

（生物通：万纹）

原文摘要：

In vivo imaging of dendritic pruning in dentate granule cells

We longitudinally imaged the developing dendrites of adult-born mouse dentate granule cells (DGCs) in vivo and found that they underwent over-branching and pruning. Exposure to an enriched environment and constraint of dendritic growth by disrupting Wnt signaling led to increased branch addition and accelerated growth, which were, however, counteracted by earlier and more extensive pruning. Our results indicate that pruning is regulated in a homeostatic fashion to oppose excessive branching and promote a similar dendrite structure in DGCs.