如何在大脑中产生新的神经元

成人大脑的某些区域含有静止或休眠的神经干细胞，这些神经干细胞可能会被重新激活以形成新的神经元。然而，人们对从静止到扩散的过渡仍然知之甚少。由日内瓦大学(UNIGE)和洛桑大学(UNIL)的科学家领导的一个团队发现了细胞代谢在这一过程中的重要性，并确定了如何唤醒这些神经干细胞并重新激活它们。

生物学家成功地增加了成年甚至老年小鼠大脑中新神经元的数量。这些结果有望用于治疗神经退行性疾病，将在《科学进展》杂志上发现。

干细胞具有独特的能力，可以连续产生自身的副本，并产生具有更专门功能的分化细胞。神经干细胞(NSC)负责在胚胎发育过程中构建大脑，产生中枢神经系统的所有细胞，包括神经元。

神经发生能力随年龄增长而降低

令人惊讶的是，即使在大脑完全形成后，NSCs仍会在某些大脑区域持续存在，并且可以在整个生命中产生新的神经元。这种生物现象称为成人神经发生，对于学习和记忆过程等特定功能很重要。然而，在成人大脑中，这些干细胞变得更加沉默或“休眠”，并降低了它们的更新和分化能力。

因此，神经发生随着年龄的增长而显着减少。UNIGE理学院分子和细胞生物学系名誉教授Jean-Claude Martinou和UNIL生物与医学学院生物医学科学系副教授Marlen Knobloch的实验室发现了一种代谢机制，通过这种机制，成年NSC可以从休眠状态中出来并变得活跃。

“我们发现线粒体，细胞内产生能量的细胞器，参与调节成人NSC的激活水平，”UNIL研究员Francesco Petrelli解释说，他是Valentina Scandella该研究的共同第一作者。线粒体丙酮酸转运蛋白(MPC)是十一年前在Martinou教授的小组中发现的一种蛋白质复合物，在这种调节中起着特殊的作用。它的活性影响细胞可以使用的代谢选择。通过了解区分活性细胞和休眠细胞的代谢途径，科学家可以通过改变线粒体代谢来唤醒休眠细胞。

新视角

生物学家通过使用化学抑制剂或产生Mpc1基因的突变小鼠来阻断MPC活性。使用这些药理学和遗传学方法，科学家们能够激活休眠的NSC，从而在成年甚至老年小鼠的大脑中产生新的神经元。“通过这项工作，我们发现代谢途径的重定向可以直接影响成人NSC的活动状态，从而影响产生的新神经元的数量，”该研究的共同主要作者Knobloch教授总结道。

“这些结果为细胞代谢在调节神经发生中的作用提供了新的线索。从长远来看，这些结果可能会导致抑郁症或神经退行性疾病等疾病的潜在治疗方法，“该研究的共同主要作者Jean-Claude Martinou总结道。

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