华人科学伉俪Nature Neurosci发表神经学研究新发现

宋红军、明国丽夫妻二人再度在《自然神经科学》（Nature Neuroscience）杂志上发表论文，证实一种特化的脑细胞通过抑制干细胞的活性，转而促进了干细胞子代的生存。

　　

生物通报道  来自约翰霍普金斯大学医学院的宋红军（Hongjun Song）和明国丽（Guo-Li Ming）是一对神仙眷侣，他们早在北京大学读书的时候就已经相恋了，现在在事业上两人又相辅相成，共同在神经科学研究领域取得了一个又一个的成就，联合署名发表在Cell、PNAS、Nat Neurosci等国际权威学术期刊上的研究论文目前已有60余篇。

近日夫妻二人再度在《自然神经科学》（Nature Neuroscience）杂志上发表论文，证实一种特化的脑细胞通过抑制干细胞的活性，转而促进了干细胞子代的生存。由于这些新生神经元的活性改变与诸如阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病、精神疾病和老化相关，了解它们如何“决定”是生是死以及它们运作的机制具有特殊的科学价值。

约翰霍普金斯大学医学院细胞工程研究所干细胞项目主任、神经病学教授宋红军说：“我们已经确定了一个维持新生神经元活力的重要机制。这不仅可以帮助我们了解一些疾病的潜在病因，或许还是朝着克服治疗细胞移植障碍迈出的重要一步。”

去年，宋红军研究小组首先报告称发现，称作为小清蛋白阳性中间神经元（parvalbumin-expressing interneuron）的脑细胞通过释放GABA化学信号，指示邻近干细胞不再进行细胞分裂。

在新研究中，宋红军和明国丽想要弄清楚来自周围神经元的GABA会如何影响干细胞生成的新生神经元。许多的新生神经元在“出生”后不久就自然死亡；如果它们能够生存下来，新细胞会迁移到大脑永久的家中，与其他细胞之间建立起称作为突触的联系。

为了了解GABA是否是新生神经元存活与行为的一个重要因子，研究小组采用一种荧光蛋白标记了小鼠大脑的新生神经元，随后观察了它们对GABA的反应。“我们没料到这些不成熟的神经元会形成突触，因此看到它们与邻近中间神经元建立了突触，并且GABA以这种方式到达它们那里我们感到很惊讶，”宋洪军说。在早期的一项研究中，该研究小组发现GABA是通过一种不太直接的线路，跨越细胞间的间距到达少突触干细胞处的。

为了证实这一研究发现，研究小组对中间神经元进行工程操作使之或是能被光线刺激或是抑制。研究人员发现，当受到刺激时这些细胞的确激活了邻近的新生神经元。接下来他们在活
体小鼠中进行了光刺激试验，发现当这些特化的中间神经元受到刺激释放更多GABA时，更多数量小鼠的新生神经元生存下来。这与干细胞检测到GABA时处于静息状态相反。

宋洪军说：“这似乎是调节大脑对环境反应的一个非常有效的系统。当你的大脑活性处于高水平时你需要更多的新生神经元，而当你不需要高活性时你则不需要新生神经元，但你需要通过维持干细胞的活力来让自身做好准备。所有这一切都受到同一信号的调控。”

宋洪军指出，其他研究人员发现小清蛋白阳性中间神经元在诸如阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病和精神分裂症等精神疾病中运作失常。“现在我们想要了解这些中间神经元在新生神经元接下来的步骤：迁移到正确的位置并整合到已有的神经回路中起什么作用。这或许是它们在疾病中起作用的关键。研究小组还对能否利用这一GABA机制来帮助维持移植细胞活力，且不会影响其他细胞过程造成副效应非常兴趣。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Parvalbumin interneurons mediate neuronal circuitry–neurogenesis coupling in the adult hippocampus

Using immunohistology, electron microscopy, electrophysiology and optogenetics, we found that proliferating adult mouse hippocampal neural precursors received immature GABAergic synaptic inputs from parvalbumin-expressing interneurons. Recently shown to suppress adult quiescent neural stem cell activation, parvalbumin interneuron activation promoted newborn neuronal progeny survival and development. Our results suggest a niche mechanism involving parvalbumin interneurons that couples local circuit activity to the diametric regulation of two critical early phases of adult hippocampal neurogenesis.