觉醒和死亡：重新进入细胞周期的人类大脑神经元迅速转向衰老

4月9日，香港中文大学的Kim Hai-Man Chow及其同事发表在开放获取期刊《公共科学图书馆·生物学》(plos biology)上的一项新研究表明，大脑中重新进入细胞周期的有丝分裂后神经元很快就会衰老，而这种重新进入在阿尔茨海默氏症中更为常见。这一现象可能提供了一个了解更多神经退行性变过程的机会，用于这一发现的技术很容易适用于对大脑中独特细胞群的其他研究。

　　

4月9日，香港中文大学的Kim Hai-Man Chow及其同事在《公共科学图书馆·生物学》(PLOS Biology)上发表的一项新研究表明，大脑中重新进入细胞周期的有丝分裂后神经元很快就会衰老，而这种重新进入在阿尔茨海默氏症中更为常见。这一现象可能提供了一个了解更多神经退行性变过程的机会，用于这一发现的技术很容易适用于对大脑中独特细胞群的其他研究。

大脑中的大多数神经元都处于有丝分裂后，这意味着它们已经停止分裂。多年来，人们一直认为这种有丝分裂后的状态是永久性的。最近的发现表明，一小部分神经元重新进入细胞周期，但对它们的命运知之甚少。

为了解决这个问题，作者求助于可公开访问的“snRNA-seq”数据数据库，在这些数据库中，单个细胞核被分离出来，它们的RNA被测序，提供了细胞在分离时所做的事情的快照。细胞周期经历了不同的阶段，包括生长、DNA合成、分裂特异性生长和有丝分裂，每个阶段都有一组特定的蛋白质来完成。这使得作者们可以使用这组rna来告诉他们任何特定的细胞核处于周期的哪个阶段。

他们的数据包括超过30,000个细胞核的信息，每个细胞核都根据大约350个细胞周期相关基因的表达水平被分配了一个分数。他们发现，少数兴奋性神经元确实重新进入了细胞周期。然而，在大多数情况下，这些细胞并没有成功地通过细胞周期继续产生子神经元。相反，重新进入的细胞也表达了与衰老相关的基因;实际上，这些细胞被重新唤醒后却进入了衰老。

有趣的是，作者发现阿尔茨海默病患者大脑中的神经元以更高的速度重新进入细胞周期，那些重新进入细胞周期并老化的神经元增加了与阿尔茨海默病高风险相关的多种基因的表达，包括那些直接导致淀粉样蛋白产生的基因，淀粉样蛋白是一种聚集在阿尔茨海默病患者大脑中的粘性蛋白质。同样，与健康的大脑相比，帕金森氏症和路易体痴呆患者的大脑中重新进入神经元的比例有所增加。

这种对患病大脑的高度再进入的神经生物学意义尚不清楚，但这里采用的分析方法可能为大脑内的神经元亚群提供更深入的见解，并揭示神经退行性疾病的疾病机制。

“由于这些细胞在大脑中的罕见存在和随机定位，它们的分子谱和疾病特异性异质性仍然不清楚，”Chow说。“虽然未来将在相关的人类样本中对这些发现进行实验验证，但这种分析方法在不同疾病和跨物种环境中的适用性为研究这些细胞在大脑衰老和疾病发病机制中的作用提供了新的机会和见解，补充了主流的基于组织学的方法。”

作者补充说:“这种生物信息学分析管道将为该领域提供一种新的工具，以公正地解剖细胞周期重新参与和衰老的神经元，并解剖它们在健康与受疾病影响的大脑中的异质性。”