王朗/谷岩团队揭示调控成体海马新生神经元发育与整合的新机制

2023年4月19日,浙江大学医学院王朗副研究员团队与谷岩教授团队合作在《神经科学杂志》(Journalof Neuroscience)发表了题为“GRM2 regulates functional integration of adult-born DGCs by paradoxically modulating MEK/ERK1/2 pathway”的研究论文(DOI:10.1523/JNEUROSCI.1886-22.2023),阐述了2型代谢型谷氨酸受体(GRM2)参与调控新生神经元的发育整合并进而调控依赖于海马的认知功能的机制。

画眉和白腰文鸟端脑新生神经细胞的起源和分布

用5-溴-2-脱氧尿嘧啶（BrdU）标记DNA，ABC免疫细胞化学的方法，观察成年画眉（Garrulax canorus）和白腰文鸟（Lonchura striata）端脑神经前体细胞的产生和分布特点．结果如下：1）胸肌注射BrdU短时程组（存活1～5d），在端脑室带区外侧壁（LVZ）有大量的新生标记细胞，并在纹状体腹侧的室带区（VZ）形成标记细胞增殖热点；2）注射BrdU长时程组（存活15～30d），在画眉高级发声中枢（HVe）、HVc壳、高位发声运动中枢——古纹状体栎核（RA）内有一些新生标记细胞，在端脑靠近I。VZ的区域有较多的标记细胞，但在白腰文鸟的HVc、HVc壳、RA内未见到标记细胞．结果表明：1）新生神经细胞起源于端脑VZ；2）画眉每天都有一些新生神经前体细胞迁移到HVc和RA内，而白腰文鸟成年后HVc和RA很少有新生神经细胞代替旧的神经元，这与白腰文鸟成年后不需要学习新语句的行为是一致的．推测在画眉HVc和RA内能不断地产生新生标记细胞，这可能与它们需要不断学习新的鸣啭语句有关，而且这些新生的细胞在雄、雌画眉中可能具有同样的功能．

人参皂苷Rb1减轻Aβ_(25～35)所致新生神经细胞损伤

目的研究β-淀粉样蛋白（Aβ）诱导新生大鼠神经细胞中蛋白激酶/蛋白磷酸酯酶系统失衡及人参皂苷Rb1对此作用的干预效应。方法从新生大鼠海马分离神经干细胞（NSCs）体外培养,诱导分化7 d后收获新生神经细胞,分3组：Aβ25~35组的培养基中加入20μmol/L Aβ25~35处理12 h;Rb1＋Aβ25~35组先在含10μmol/L Rb1的培养基中预处理24 h后,再用20μmol/L Aβ25~35处理12 h;对照组不加任何其他处理因素。RT-PCR和免疫细胞化学法检测各组新生神经元的蛋白激酶/蛋白磷酸酯酶和磷酸化Tau蛋白的表达。结果Aβ25~35处理组与对照组相比,糖原合成酶激酶-3β（GSK-3β）和细胞周期蛋白依赖性激酶5（CDK-5）的mRNA表达增加,蛋白磷酸酶2A（PP2A）的mRNA表达减少;荧光显微镜下,活化型GSK-3β（pY279,216）表达增加,PP2A表达降低;微管相关蛋白Tau（pS396）和Tau（pS262）的阳性细胞率明显增高。Rb1预处理可以显著降低Aβ25~35引起的上述蛋白激酶/蛋白磷酸酯酶和Tau改变。结论Aβ25~35诱导体外分化的新生大鼠神经细胞的蛋白激酶/蛋白磷酸酯酶系统失衡和Tau蛋白过度磷酸化,人参皂苷Rb1可减轻Aβ25~35引起的上述作用。

成年白腰文鸟端脑新生神经元的光镜和电镜研究

应用光镜和电镜放射自显影方法，对成年雄性鸣禽白腰文鸟脑中新生神经元的起源和分布进行了研究。结果发现：①端脑室带区（VZ）中存在不均匀分布的[3H]标记细胞，大量标记细胞分布在瑞脑尾侧新纹状体水平（L1～L14）的VZ，形成标记细胞的“热点”区；②标记细胞经两次有丝分裂后，大约在肌肉注射[3H]的第6天后开始从VZ向外迁移，在30天左右到达目的脑区并分化成为成熟神经元。这些神经元不均匀分布在端脑的全部。新纹状体尾瑞中部（NCM）是新生神经元的富集区；③电镜观察表明，NCM脑区中的新生神经元具有一般神经元特征并与周围神经元形成突触。本实验的结果表明，成年“临界型”鸣禽端脑中的新生神经元可能起源于端脑室带区，大量新生神经元主要分布于NCM，到达目的脑区的新生神经元已经发育成熟并具有功能神经元的特征。

电针对慢性癫痫大鼠海马新生神经元生长抑素表达的影响

目的探讨电针对慢性癫痫大鼠海马新生神经元生长抑素(SS)表达的影响。方法应用免疫荧光双标记和激光共聚焦显微镜观察了电针慢性癫痫大鼠督脉穴位"大椎"与"百会"后海马新生神经元生长抑素的表达情况。结果海马新生神经元有SS的表达,且电针后的癫痫大鼠表达比未电针的癫痫大鼠减少,差异有统计学意义(P<0.05)。结论电针可抑制海马新生神经元SS的表达,而SS有致痫作用。由此推测电针的抑痫机制可能是通过海马新生神经元SS的表达而实现的。

成年画眉前脑新生神经细胞的增殖和定位

用BrdU标记DNA,ABC免疫细胞化学的方法,观察成年画眉前脑神经前体细胞的产生和分布特点.结果:1)在胸肌注射BrdU存活1～5 d,在前脑室带区(VZ)有大量的新生标记细胞,并形成标记细胞增殖热点区;2)注射BrdU存活15～30 d,在高级发声中枢(HVc)、HVc壳、高位发声运动中枢-古纹状体栎核(RA)、新纹状体尾端(NC)内有一些新生标记细胞,在靠近LVZ的区域有较多的迁移细胞.结论:新生神经细胞起源于前脑VZ,并且每天都有一些新生细胞迁移到HVc、HVc壳、NC和RA内,提示这些核团内不断地产生新生细胞,可能与它们需要学习新的鸣啭语句有关.

匹罗卡品致痫小鼠自发性癫痫发作模型的建立及癫痫后海马新生神经细胞增生的研究

目的探讨匹罗卡品致痫小鼠自发性癫痫发作(SS)模型的特点,并观察癫痫发作后其齿状回颗粒细胞下层新生神经细胞(NPC)增生变化。方法建立SS小鼠模型,进行行为学检测。将SS发作小鼠在癫痫持续状态(SE)后不同时间点进行Doublecortin(DCX)免疫组化,Western blot观察海马NPC的分布和表达改变。结果 80%的模型小鼠出现持续SS,发作时程约10～40 s,发作频率为2.18±0.45次/周。DCX+细胞及其蛋白表达在模型组中显著增多(P<0.05),SE后4周最为明显,SE后8周开始下降,至SE后12周显著减少。增生的DCX+细胞呈簇状分布,随时间推移出现迁移分散。存在SS的模型小鼠相对于不存在SS的模型小鼠DCX+细胞增生更为明显。结论匹罗卡品致痫后SS小鼠模型存在持续的NPC增生,这可能在慢性期癫痫持续发作的病理生理机制中有着重要作用。

雌百灵端脑新生神经前体细胞的产生和分布并与白腰文鸟的比较

用BrdU标记DNA的ABC免疫细胞化学方法,观察雌性蒙古百灵端脑神经前体细胞的产生和分布特点,并与白腰文鸟作比较。结果如下:1.在百灵和白腰文鸟胸肌注射BrdU短时程组(存活1天),在端脑室带区外侧壁(LVZ)有大量的标记细胞,新生神经细胞起源于端脑室带区(VZ)中的增殖细胞层,并在纹状体腹侧的VZ形成标记细胞增殖热点,如在百灵和白腰文鸟靠近中缝线处的外侧纹状体(LSt)与内侧纹状体(MSt)腹侧的LVZ形成标记最多的‘第1增殖热点’区;在靠近中缝线处LVZ的头端形成密集的新生标记细胞,形成‘第2增殖热点’区;在百灵LSt尾端的LVZ标记细胞形成‘第3增殖热点’,但白腰文鸟此脑区的标记细胞较少。2.在百灵胸肌注射BrdU长时程组中5天起,大量的LVZ的标记细胞开始迁移,存活5-30天期间在高级发声中枢(HVc)和高位发声运动中枢-古纹状体栎核(RA)有新生标记细胞,在端脑靠近LVZ的区域有较多的标记细胞。但在雌性白腰文鸟胸肌注射BrdU存活30天期间,在HVC、RA内未见到标记细胞。结果提示雌百灵端脑HVc和RA不断地产生新生神经细胞,这可能与雌性需要不断地感知、识别雄百灵鸣唱的新语句有关,而白腰文鸟不需要这种功能。

成年小白鼠新生神经元的观察

将 3[H]标记的胸腺嘧啶核苷 (3[H]-thymidine)注入成年小白鼠腹腔 ,大脑中的神经细胞有丝分裂 ,可通过放射自显影在新生神经细胞中以银粒方式显现 3[H]标记 ,在光镜下观察脑切片中的银粒细胞即为新生神经元 .本实验利用放射自显影的方法 ,在成年小白鼠的海马和嗅球区域观察到新生神经元 .

成年机体脑新生神经元形成与神经退行性疾病的关系

包括阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)和亨廷顿病(HD)在内的神经退行性疾病脑中普遍存在神经元数目进行性减少,而新生神经元形成减少在神经退行性疾病发生中更为重要。目前通过促进脑中内源性新生神经元的形成来治疗神经退行性疾病是一项新的举措。

高压氧治疗对阿尔茨海默病鼠齿状回新生神经元变化影响

目的探究高压氧治疗下阿尔茨海默病鼠齿状回新生神经元变化。方法该院于2016年4—5月选取18只大鼠为观察对象,分为正常对照组、高压氧疗组、AD鼠组,每组6只。利用标记物表达观察高压氧聊组鼠齿状回新生神经元情况。结果经30 d治疗后高压氧治疗阿尔茨海默病(AD)鼠后,观察海马齿状回区新生神经元有明显增加,新生神经元的增加,3组大鼠BradU阳性细胞数分别为(14.9±4.0)、(26.7±4.5)、(29.8±5.2),DCX阳性细胞数分别为(5.3±1.1)、(6.6±2.0)、(7.8±1.9);水迷宫逃避潜伏周期分别为(25.5±18.4)min、(18.1±6.0)min、(15.5±5.3)min,组间对比差异有统计学意义(P<0.05)。结论高压氧治疗在治疗阿尔茨海默病临床中有较广阔的应用空间。

光遗传技术通过Wnt/β-Catenin通路对新生神经元的影响

目的:探讨Wnt/β-catenin信号通路光遗传技术在促进新生神经元成熟中的作用。方法:从胎鼠大脑皮层中提取神经干细胞,用携带DCX-ChR2-EGFP基因的慢病毒感染神经干细胞,观察神经干细胞分化为新生神经元后DCX的表达。实验细胞分为3组(n=9):对照组、NSCs+EGFP和NSCs+ChR2组。其中对照组为正常培养的NSCs(NSCs组);NSCs+EGFP组为携带DCX-EGFP基因慢病毒感染神经干细胞组;NSCs+ChR2组为携带DCX-ChR2-EGFP基因慢病毒感染神经干细胞组。病毒感染后48h后连续3d行470nm蓝激光照射,然后检测各组NeuN+阳性细胞(成熟神经元标志物)的密度和NeuN+/Hoechst比值情况;Westernblot检测各组成熟神经元相关蛋白MAP2、NeuN、Neurog2、NeuroD1和GluR2蛋白表达水平和Wnt/β-catenin通道相关蛋白TCF4和β-catenin蛋白的表达水平。用L-型钙通道阻断剂100μmol/L维拉帕米或50μg/ml的β-catenin抑制剂Dkk1处理NSCs+ChR2组细胞,然后行Westernblot检测各组MAP2、NeuN、Neurog2、NeuroD1和GluR2蛋白表达水平。结果:连续3d470nm蓝激光照射后,NSCs+ChR2组中NeuN+阳性细胞密度(成熟细胞)和NeuN+/Hoechst明显高于NSCs组和NSCs+EGFP组(P均<0.05);Westernblot检测的MAP2、NeuN、Neurog2、NeuroD1、GluR2蛋白及Wnt/β-catenin通路相关蛋白β-catenin、TCF4表达水平均明显高于NSCs组和NSCs+EGFP组(P均<0.01);L-型钙通道阻断剂维拉帕米或β-catenin抑制剂Dkk1处理NSCs+ChR2组细胞后MAP2、Neurog2、NeuroD1和GluR2蛋白表达水平明显下降(P均<0.01),NeuN表达水平也下降(P<0.05)。证明ChR2通道蛋白开放产生阳离子内流促进新生神经元成熟,是通过Wnt/β-catenin信号通路实现的。结论:光遗传学方法通过Wnt/β-catenin信号通路促进新生神经元成熟。

法国科学家发现新生神经元帮助人们重拾记忆

据新华网巴黎2009年4月2日电，法国国家科研中心2009年4月2日发表公报，公布了研究人员的这一发现。

大脑新生神经元可帮助人们重拾记忆

许多人都有过这样的体会：故地重游时你也许一开始记忆模糊，许多地方似乎已经变得陌生，但游览之后，往日记忆又会重回脑海，而且更加清晰。法国国家科研中心研究人员发现，人脑中的新生神经元在这一过程中起到了关键性作用。

积极心态能促进新生神经元与大脑皮层“融合”

之前有研究证明成年人的大脑能产生新的神经元，而科学家们却一直未能确切解释新生神经元是如何存活下来并与大脑中已存在的神经回路相结合的。法国研究人员近期完成的一项实验表明，心理状态对新生神经元与大脑皮层的结合具有重要影响。该研究为科学家实现人类大脑受损后的修复带来新希望。

中药复方开心散调控慢性压力应激小鼠海马神经新生抗抑郁作用机制研究

目的评价开心散调控慢性不可预知压力应激模型小鼠海马神经新生抗抑郁效用,探讨作用机制。方法采用慢性不可预知压力应激构建抑郁小鼠模型,给以开心散水提取物。通过糖水偏嗜率检测、强迫游泳实验、悬尾实验等评价模型小鼠抑郁样行为。采用免疫荧光法检测模型小鼠海马区神经新生情况。采用蛋白免疫印迹法检测小鼠海马神经干细胞标志物巢蛋白以及Wnt/β-catenin信号通路相关蛋白的表达。采用ELISA法检测相应组织中压力应激因子如促肾上腺皮质激素释放因子、促肾上腺皮质激素、皮质醇与神经营养因子如脑源性神经营养因子、神经生长因子的表达。采用小鼠原代神经干细胞,采用免疫荧光法检测开心散对原代神经干细胞增殖情况,采用蛋白免疫印迹法检测巢蛋白以及Wnt/β-catenin信号通路相关蛋白的表达。结果开心散水提取物显著增加抑郁模型小鼠糖水偏嗜率,降低强迫游泳与悬尾不动时间;同时促进海马组织神经元新生,降低压力应激因子表达,提高神经营养因子表达,上调巢蛋白表达并调控Wnt/β-catenin信号通路。开心散提取物还可促进小鼠原代神经干细胞增殖及蛋白表达,并促进β-catenin入核,调控Wnt/β-catenin信号通路。结论开心散具有改善小鼠抑郁样行为效用,促进海马神经新生以及调控Wnt/β-catenin通路可能是其抗抑郁的重要作用环节与机制。

早期新生儿神经学评分对脑损伤新生儿治疗的影响研究

目的为了深入研究对脑损伤新生儿实施早期干预和营养脑细胞治疗后,患儿NBNA评分、胆红素不同形态监测水平、留院观察指标、不良反应控制情况及发育情况。方法选取我院2021年11月至2022年11月期间收治的脑损伤新生儿共100例,给予早期干预和营养脑细胞治疗措施组为研究组,给予常规治疗和护理措施组为参照组,研究组和参照组各50例患儿。对比两组患儿NBNA评分、胆红素不同形态监测水平、留院观察指标、不良反应控制情况及发育情况。结果干预期结束后,NBNA评分:干预后,研究组NBNA评分为(39.35±6.88),参照组NBNA评分为(36.44±6.55),研究组NBNA评分显著较优;胆红素不同形态监测水平:研究组直接胆红素水平为(20.14±14.32),间接胆红素水平为(191.26±63.01),总胆红素水平为(225.53±683.22),参照组直接胆红素水平为(30.23±15.74),间接胆红素水平为(247.15±78.02),总胆红素水平为(267.15±93.13),研究组胆红素不同形态监测水平显著较优;留院观察指标:研究组胆红素每天降低的幅度为(58.13±12.42),退黄时间(4.13±0.53),平均留院观察时间(6.53±1.27),参照组胆红素每天降低的幅度为(51.14±10.25),退黄时间(6.63±0.92),平均留院观察时间(8.14±1.77),研究组留院观察指标显著较优;不良反应控制情况:研究组发生率为%,参照组发生率为%,研究组不良反应控制情况显著优于参照组;发育情况:研究组抬头评分为(3.72±1.13),翻身评分为(4.24±1.39),独坐评分为(4.18±1.15),爬评分为(6.35±1.34),参照组抬头评分为(3.72±1.13),翻身评分为(4.24±1.39),独坐评分为(4.18±1.15),爬评分为(6.35±1.34),研究组发育情况显著较优,(P<0.05)。结论临床对脑损伤新生儿实施早期干预和营养脑细胞治疗,可有效改善患儿NBNA评分、胆红素不同形态监测水平、留院观察指标、不良反应控制情况及发育情况,故方案值得推广。

抚触结合白噪声疗法对新生儿神经系统发育及睡眠时长的效果研究

目的:探讨抚触与白噪声联合方案在改善新生儿神经系统发育及延长睡眠时长中的作用。方法:选取2022年12月至2023年12月厦门大学附属第一医院产科出生的新生儿80例作为研究对象,按照随机数字表法分为对照组和观察组,每组40例。对照组给予常规护理,观察组加用抚触护理与白噪声疗法,就2组神经系统行为[新生儿神经行为量表(NBNA)]、睡眠质量(啼哭次数与持续时间)、睡眠时间、睡眠优良率进行逐项对比。结果:与对照组比较,观察组干预后NBNA评分更高,差异有统计学意义(P<0.05),啼哭次数更少,差异有统计学意义(P<0.05),啼哭持续时间更短,差异有统计学意义(P<0.05),睡眠时间更长,差异有统计学意义(P<0.05)。相较于对照组(80.00%),观察组睡眠优良率(95.00%)更高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:通过对新生儿开展抚触护理与白噪声疗法干预,能显著改善其神经系统行为,提高睡眠质量。