人類組織移植可提高小鼠的智力

腦內(nèi)移植人類星形膠質(zhì)細胞的小鼠在學(xué)習(xí)和記憶測試方面比正常小鼠要好，提示人類的星形膠質(zhì)細胞在調(diào)整學(xué)習(xí)能力方面比它們嚙齒類動物相應(yīng)的細胞更好。

一項新的研究顯示，移植人類腦細胞到小鼠使小鼠更聰明。

使人聰明的腦細胞不是大多數(shù)人認為的那些控制思維的神經(jīng)細胞。相反，是一種稱之為神經(jīng)膠質(zhì)的細胞，它們是腦組織支持結(jié)構(gòu)的一部分。

科學(xué)家長期觀察神經(jīng)膠質(zhì)，包括稱為星形膠質(zhì)細胞的亞型。作為飼養(yǎng)神經(jīng)元的支持細胞，它們可清除多余的神經(jīng)遞質(zhì)并幫助維持腦部整體環(huán)境。此項研究發(fā)表于近期《細胞·干細胞》雜志上。新的研究說明神經(jīng)膠質(zhì)細胞也影響記憶生成并能夠改變科學(xué)家之前認為的大腦工作原理。國立兒童健康與人類發(fā)育研究所的R．Douglas Fields 說:“這是一篇顛覆傳統(tǒng)的論文”。

新的研究由紐約Rochester 大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的神經(jīng)學(xué)家和干細胞生物學(xué)家Steven Goldman 和神經(jīng)生物學(xué)家Maiken Nedergaard 領(lǐng)導(dǎo)，他們將人類細胞( 稱為神經(jīng)膠質(zhì)細胞祖細胞) 移植到新生小鼠腦內(nèi)。神經(jīng)膠質(zhì)細胞祖細胞是干細胞的一種，可形成神經(jīng)膠質(zhì)細胞的各種變體，包括星形膠質(zhì)細胞。先前，研究人員移植了人類神經(jīng)膠質(zhì)細胞祖細胞到產(chǎn)生遺傳障礙、類似多發(fā)性硬化癥的小鼠腦內(nèi)。神經(jīng)膠質(zhì)細胞祖細胞治愈了小鼠，使它們維持了正常的壽命。由這一結(jié)果科學(xué)家預(yù)期，這種細胞移植可能幫助有神經(jīng)障礙的患者。

人的星形膠質(zhì)細胞比小鼠的相應(yīng)細胞長出了更多的突起，并監(jiān)控了更多神經(jīng)元和神經(jīng)元之間的鏈接。有人類星形膠質(zhì)細胞移植入大腦的小鼠比正常小鼠在學(xué)習(xí)和記憶測試方面更好，證明人類星形膠質(zhì)細胞在協(xié)調(diào)學(xué)習(xí)能力方面比它們嚙齒類動物相應(yīng)的細胞更好。

此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)有人類細胞移植的小鼠，其腦部出現(xiàn)一些奇怪現(xiàn)象，Goldman 說:“令人驚奇的是所有神經(jīng)膠質(zhì)細胞的祖細胞均屬于人類的祖細胞，而且已經(jīng)完全取代小鼠神經(jīng)膠質(zhì)細胞的祖細胞?！边@一發(fā)現(xiàn)使得研究人員感到奇怪，人類細胞究竟對其他正常小鼠產(chǎn)生了什么影響。

盡管一些神經(jīng)生物學(xué)家基本上忽略了神經(jīng)膠質(zhì)，但現(xiàn)在越來越清楚的研究表明這些細胞——它們組成了腦部細胞的90%——比以往人們認為的更為重要。星形膠質(zhì)細胞對神經(jīng)細胞或神經(jīng)元的鏈接( 稱為互相接合) 是必需的，雖然神經(jīng)元看起來非常漂亮，而且它的行為在物種與物種之間非常相似，但是人類的神經(jīng)膠質(zhì)細胞比來源于其他物種的相應(yīng)細胞更大、更復(fù)雜，令科學(xué)家更為驚訝的是這些細胞中至少有部分對人類大腦的計算能力承擔(dān)責(zé)任。

為了尋找答案，Rochester 研究人員在正常小鼠大腦中檢測到人類神經(jīng)膠質(zhì)細胞祖細胞。小鼠6 個月時，人類細胞擠出小鼠祖細胞并用星形膠質(zhì)細胞替代了一些小鼠星形膠質(zhì)細胞。為了證實這些影響確實是人類細胞的行為而不是其他動物腦細胞的行為，一些小鼠只移植小鼠神經(jīng)膠質(zhì)祖細胞來替代人類細胞以作比較。

星形膠質(zhì)細胞利用鈣進行信號傳導(dǎo)，在實驗平皿測試中，人類星形膠質(zhì)細胞比小鼠星形膠質(zhì)細胞傳遞鈣信號要快3 倍，而且人類星形膠質(zhì)細胞比小鼠自身的星形膠質(zhì)細胞更能夠長出更強的突起。

研究人員也將小鼠用于一系列測試，測試動物學(xué)習(xí)迷宮的能力，區(qū)分新物體和舊物體，識別一種特定的聲音預(yù)示一種輕微的電擊，觀察正常小鼠和移植有小鼠細胞的小鼠識別聲音和電擊之間的聯(lián)系。結(jié)果表明，帶有人類星形膠質(zhì)細胞的小鼠能更快識別這種聯(lián)系，變得更加恐懼。

研究人員總結(jié)，由于小鼠仍有它們自己的神經(jīng)元，記憶力的提高必然來源于人類細胞。雖然證據(jù)指出星形膠質(zhì)細胞作為記憶力提高的原因，但研究人員不能排除沒有發(fā)育的祖細胞也可能起作用。

無論如何，這些結(jié)果指出人類星形膠質(zhì)細胞不僅有助于學(xué)習(xí)和記憶，而且比它們嚙齒類動物本身的星形膠質(zhì)細胞更好。

華盛頓大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Bruce Ransom 說:“這是一個極好的結(jié)果，它第一次提出了明確的證據(jù)，星形膠質(zhì)細胞可能是人類能力進化的驅(qū)動器之一?！薄奥犉饋黼y以置信，但我認為證據(jù)在此，我們要認真對待。”