發(fā)表在最新一期（11月8日）《科學(xué)》（Science）雜志上的一篇報(bào)告揭示斑馬魚具有非凡的大腦修復(fù)能力秘密在于炎癥。斑馬魚大腦的神經(jīng)干細(xì)胞表達(dá)了一種炎癥信號(hào)分子的受體，促使細(xì)胞增殖并發(fā)育成新神經(jīng)。

約翰霍普金斯大學(xué)神經(jīng)病學(xué)和神經(jīng)科學(xué)教授明國(guó)麗（Guo-Li Ming，未參與該研究）說：“這是一篇非常有趣的論文。眾所周知斑馬魚具有這種自我修復(fù)能力。本論文為我們提供了一種機(jī)制?！?/SPAN>

像許多其他的脊椎動(dòng)物一樣，斑馬魚能夠再生各種身體組織，包括大腦。德國(guó)德累斯頓工業(yè)大學(xué)發(fā)育遺傳學(xué)教授Michael Brand說：“事實(shí)上，哺乳動(dòng)物似乎喪失了這種能力——它們是一種例外。鑒于神經(jīng)再生對(duì)于腦損傷或脊髓損傷患者的治療潛力，我們想弄清楚是否能夠用某種方法讓這一潛能在人類中重起作用。”

去年，Brand和他的研究小組發(fā)現(xiàn)在斑馬魚的大腦再生過程中放射狀神經(jīng)膠質(zhì)干細(xì)胞負(fù)責(zé)生成了新神經(jīng)元。但他們不知道是什么促使這些細(xì)胞迅速行動(dòng)的。炎癥似乎是一個(gè)很好的侯選子，Brand解釋說因?yàn)樗鹆藢?duì)損傷的速發(fā)反應(yīng)（immediate response）。

Brand和他的同事們將一種來自酵母的免疫原性因子Zymosan A導(dǎo)入斑馬魚大腦在無損傷的情況下誘導(dǎo)炎癥。他們發(fā)現(xiàn)就像大腦損傷時(shí)一樣，Zymosan A誘導(dǎo)了顯著的神經(jīng)膠質(zhì)小增殖以及新神經(jīng)細(xì)胞生長(zhǎng)。在免疫反應(yīng)受到抑制的斑馬魚中，大腦損傷沒有誘導(dǎo)再生，進(jìn)一步表明了炎癥的作用。

接下來，研究小組尋查了在損傷和無損傷大腦放射性膠質(zhì)細(xì)胞中差異表達(dá)的基因。他們發(fā)現(xiàn)了一些候選子，“其中一個(gè)特別引起了我們的注意，”Brand說。它就是細(xì)胞表面蛋白半胱氨酰白三烯受體1（cysteinyl leukotriene receptor 1，Cystlr1），它與白細(xì)胞生成的信號(hào)分子白三烯（leukotriene）結(jié)合。“在以往的研究中我們發(fā)現(xiàn)在損傷大腦中一個(gè)早期反應(yīng)就是白細(xì)胞大量涌向損傷位點(diǎn)。因此白三烯受體似乎是進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)查的一個(gè)明智的選擇，”Brand解釋說。

果然，在斑馬魚中阻斷Cystlr1的活性降低了它們大腦的再生潛能。此外，僅將白三烯分子導(dǎo)入斑馬魚就可以恢復(fù)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增殖，并在腦損傷或Zymosan A處理后見到神經(jīng)發(fā)生。

Brand 說：“以往并不知道這種受體在成體神經(jīng)干細(xì)胞上表達(dá)。它通常被認(rèn)為是一種免疫介質(zhì)……因此我們所發(fā)現(xiàn)的實(shí)質(zhì)上是這一信號(hào)通路的一個(gè)新作用?！?/SPAN>Brand和同事們現(xiàn)在計(jì)劃研究一下在哺乳動(dòng)物大腦中是否存在這一白三烯信號(hào)，如果有，有何不同。

斑馬魚和哺乳動(dòng)物之間的炎癥效應(yīng)自身有著很大的差異。首先，明國(guó)麗表示哺乳動(dòng)物大腦中的炎癥抑制了再生因?yàn)樗鼤?huì)誘導(dǎo)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞形成一種瘢痕，而非新神經(jīng)。此外，俄亥俄州立大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Phillip Popovich（未參與該研究）說損傷或Zymosan A誘導(dǎo)的炎癥幾天之內(nèi)在斑馬魚大腦中消失，沒有哺乳動(dòng)物大腦中持續(xù)時(shí)間那么長(zhǎng)，達(dá)到數(shù)周甚至是幾個(gè)月。

盡管存在不同，新研究結(jié)果為相互比較提供了一個(gè)起點(diǎn)。Popovich說：“斑馬魚模型提供了一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì)鑒別關(guān)鍵的分子信號(hào)通路以及與組織損傷相關(guān)生物活性復(fù)合物，這些復(fù)合物是促進(jìn)再生的必要條件，然而在哺乳動(dòng)物中缺失或發(fā)生了功能失調(diào)。