樹(shù)苗不修剪，難成棟梁材，因此對(duì)于園丁來(lái)說(shuō)，樹(shù)木只有定期修剪，去掉某些枝條，剩下的才能長(zhǎng)得更好。同樣在發(fā)育期間，神經(jīng)元生長(zhǎng)與修剪也是必需的，來(lái)自Salk生物科學(xué)研究所的Rusty Gage等人發(fā)現(xiàn)成體小鼠中新生成的大腦細(xì)胞，之后會(huì)得到修剪。

這一研究成果公布在5月2日的Nature Neuroscience雜志上，研究人員觀測(cè)了成體小鼠海馬齒狀回（dentate gyrus）中樹(shù)突生長(zhǎng)的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)了這一奧秘。

“這項(xiàng)研究成果令人感到驚訝，這些細(xì)胞最初生長(zhǎng)的很快，變得很大，但經(jīng)過(guò)修剪之后就會(huì)變得和其它細(xì)胞一樣了”，文章另外一位作者Tiago Gonçalves 說(shuō)。

大腦是一個(gè)神奇的器官，其中約有1000億個(gè)神經(jīng)元，平均每個(gè)神經(jīng)元又與其他神經(jīng)元形成約1000個(gè)被稱為“突觸”的聯(lián)接節(jié)點(diǎn)，這些神經(jīng)元在發(fā)育過(guò)程中會(huì)被加工，在發(fā)育早期，樹(shù)突棘與突觸數(shù)目快速增加，形成功能性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度達(dá)到一定程度后，必須像修剪枝葉一樣進(jìn)行優(yōu)化，才能達(dá)到最佳的信息傳遞與儲(chǔ)存效果。神經(jīng)環(huán)路的這種精確化過(guò)程主要在青春期進(jìn)行，表現(xiàn)為樹(shù)突棘數(shù)目總體減少，而不是增多。比如，自閉癥患者的樹(shù)突棘，成年期相比幼年期結(jié)束時(shí)減少了，但因修剪存在缺陷，數(shù)目總體上仍高于普通人群。

在這篇文章中，研究人員為追蹤了新生神經(jīng)元，用綠色熒光蛋白 (GFP)標(biāo)記細(xì)胞，將玻璃觀測(cè)平臺(tái)植入到大腦中，從而在長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)星期的時(shí)間里標(biāo)記觀測(cè)細(xì)胞。在GFP標(biāo)記三個(gè)星期后，研究人員發(fā)現(xiàn)細(xì)胞分支越來(lái)越多，達(dá)到頂峰，之后又回落到了一個(gè)穩(wěn)定的水平。

雖然動(dòng)物細(xì)胞接觸到了富集環(huán)境，最初會(huì)產(chǎn)生更多的樹(shù)突分支，但是機(jī)體也不會(huì)放任其繼續(xù)“瘋長(zhǎng)”，這些細(xì)胞會(huì)被修剪，變成了正常水平。

“因此我們的發(fā)現(xiàn)指出發(fā)育DGSs（齒狀回細(xì)胞）中的樹(shù)突會(huì)維持一種穩(wěn)態(tài)，抵消了過(guò)度生長(zhǎng)，成為了正常的細(xì)胞，”作者寫(xiě)道。

神經(jīng)元修剪機(jī)制復(fù)雜，此前來(lái)自霍德華休斯醫(yī)學(xué)院，加州大學(xué)舊金山分校等處的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種關(guān)鍵酶：含纈酪肽蛋白在神經(jīng)元樹(shù)突修剪過(guò)程中的重要作用。

研究人員發(fā)現(xiàn)一種稱為含纈酪肽蛋白(valosin-containing protein,VCP)的泛素依賴性ATP酶，如果被抑制，或者被突變，就會(huì)導(dǎo)致mRNA代謝過(guò)程出現(xiàn)特殊異常，而且這種蛋白的作用也與樹(shù)突修剪有關(guān)，由于VCP在人體內(nèi)的同系物與神經(jīng)退行性疾病有關(guān)，因此這一發(fā)現(xiàn)也有助于解析此類疾病的病理機(jī)制。

更為重要的是，VCP是一種廣泛存在的膜結(jié)合糖蛋白，作為泛素依賴性分子伴侶，是泛素-蛋白酶體系統(tǒng)中的一員，它與蛋白酶體中19S調(diào)控部分的突變，會(huì)造成修剪基因表達(dá)出現(xiàn)缺陷，以及特殊mRNA結(jié)合蛋白的錯(cuò)誤定位和過(guò)量表達(dá)。