大腦如何清理死亡神經元？

來源：中國生物技術網

細胞死亡是一個進化上保守且普遍存在的過程，發生在大多數器官系統的整個生命週期中，與各種穩態功能有關，如發育、免疫調節和抵禦細胞內感染病原體。

我們的大腦就有一個廢物處理系統，可以防止死亡和有毒的神經元堵塞我們的生物途徑。

近日，發表在《Science Advances》上的一項研究中，來自美國耶魯大學的科學家們在實驗室對小鼠進行了測試，並首次成功捕獲到了這一過程的視頻（見上圖）。

關於死亡神經元是如何被清除的，以及大腦對它們的反應，還存在許多未知之處。因此，即使我們還沒有證實人類大腦的工作方式是完全相同的，但這項新研究可能是解決其中一些問題的重要一步。

該研究通訊作者、耶魯大學醫學院的神經學家Jaime Grutzendler說：“這是第一次在活體哺乳動物大腦中發現這一過程。”

進一步來說，一旦我們能更多地瞭解大腦清理系統是如何工作的，這些發現甚至可能爲與年齡相關的大腦衰退和神經紊亂的治療提供關鍵信息。

在這項研究中，研究團隊將重點放在負責大腦清理工作的神經膠質細胞上。他們開發了光化學和病毒結合的方法誘導小鼠單個細胞死亡，並將其與活體光學成像相結合，使用熒光標記物追蹤神經膠質細胞的路徑。

Grutzendler說：“誘導單個細胞死亡，而不是用錘子敲打大腦造成成千上萬細胞的死亡，讓我們可以研究細胞在死亡後發生了什麼，並觀察其他參與該過程的細胞。這在以前是完全不可能的，但我們現在能夠非常清楚地觀察到底發生了什麼，並試圖理解整個過程。”

三種類型的神經膠質細胞，即小神經膠質細胞、星形膠質細胞和NG2細胞被證明參與了一個高度協調的細胞清除過程。這一過程既清除了死亡神經元，也移除了與大腦其他區域相連的所有途徑。研究人員觀察到一個小膠質細胞吞噬了整個神經元及其主要分支（樹突），而星形膠質細胞則瞄準較小的連接樹突進行清除。他們懷疑NG2可能有助於阻止死亡細胞碎片的擴散。