陳根：人腦“大掃除”——大腦如何清理死亡神經元？_風聞

文/陳根

細胞死亡在整個生命過程中普遍存在，且與各種穩態功能有關，如發育組織模式、免疫調節和抵禦細胞內感染性病原體。細胞死亡在中樞神經系統不同區域的細胞數量和亞型的發育調節中起着重要作用，也在病毒感染等病理狀態中發揮着重要作用。

在哺乳動物的大腦中，小膠質細胞被認為是負責屍體清除的主要吞噬細胞；然而，在某些條件下，星形膠質細胞顯示出吞噬能力。具體來説，星形膠質細胞和小膠質細胞是協同作用還是獨立作用來清除死亡細胞，或者每個細胞羣是否具有特殊功能尚不清楚。此外，介導小膠質細胞、星形膠質細胞和死亡細胞之間複雜的動態相互作用的分子機制還不清楚。

儘管每天都有大量的細胞凋亡，但細胞死亡過程的可視化、吞噬細胞的特殊作用以及體內屍體清除的機制都受到限制。**事實上，**我們的大腦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。

研究人員開發了光化學和病毒方法來誘導活腦中的單個細胞死亡，並將這些方法與活體內光學成像相結合，觀察與細胞死亡和屍體清除相關的多細胞膠質反應。這使得研究人員能夠追蹤特定吞噬細胞羣與死亡細胞的精確多細胞相互作用，在活體大腦中具有高時間和空間分辨率。

研究人員觀察到，在神經元死亡後星形膠質細胞主要負責細小的結構的清理，小膠質細胞負責胞體和軸突的清理，通過這種高效的合作方式快速清除神經元碎片，創造有利於正常神經元生存的微環境；它們這種合作方式主要依賴於Mertk受體。

研究人員還證明，如果一種膠質細胞由於某種原因錯過了死亡的神經元，其他類型的細胞會在廢物清理過程中接管它們的角色。這表明膠質細胞之間正在發生某種通信。

另一個有趣的發現是，儘管垃圾清除細胞似乎也知道那裏有一個垂死的細胞，但高齡小鼠的大腦清除死亡神經細胞的效率較低。

總的來説，研究人員的數據提供了證據，星形膠質細胞和小膠質細胞以高度協調的方式分配死亡細胞搬運的勞動。因此，調節小膠質細胞-星形膠質細胞的對各種腦疾病的內穩態恢復至關重要，其缺陷可能導致年齡相關性神經退行性變。

這是對未來腦科學的研究提供了一個新角度，可以讓科學家們瞭解隨着廢物處理系統開始減慢甚至中斷，老年人以及那些頭部受過創傷的人的大腦是如何開始以各種方式紊亂的，而理解這一過程將會對如何解決腦外傷、中風和其他情況下的腦細胞死亡問題產生新的見解。