科學家們發現了一種新型腦細胞，或可撼動神經科學領域。這一發現結束了長達數十年的爭議，並可能為一系列大腦功能失常的新型標靶治療鋪平道路。
瑞士洛桑大學和日內瓦維斯生物與神經工程中心神經科學家的研究結果於9月6日發表在《自然》（Nature）雜誌上。
為了解這項研究的重要性，首先要弄清我們對腦細胞的認知。
身體的細胞電工
過去，人們認為哺乳動物的神經系統由兩種類型的細胞組成：神經元和神經膠質細胞（Glia）。神經元是在全身接收和傳輸電與化學信號的特殊細胞，就像電路中的電線一樣。神經元用稱為神經遞質（neurotransmitter）的特殊信號分子在彼此之間發送信號，例如穀氨酸鹽（Glutamate），這是最新研究的核心。
神經膠質細胞不傳導神經脈衝，而是支持和保護神經元，並清除其所處環境中的碎片。它們幾乎就像細胞電工，確保身體的電線得到維護併到達正確的位置。
神經膠質細胞又包含多種特化細胞亞群。人腦中最豐富的神經膠質細胞亞群看上去狀如星星，被稱為星形膠質細胞（astrocyte）。這些特殊細胞的眾多作用之一是包圍神經元細胞之間被稱為突觸（synapses）的接觸點，並促進神經遞質在神經元之間的傳遞。
神經元細胞傳遞電訊號示意圖
結束數十年的爭論
但星形膠質細胞本身能產生神經遞質嗎？這是這項新研究的核心問題。
「根據實驗觀察，這項研究的一些作者在大約20年前就提出，星形膠質細胞可以釋放穀氨酸鹽（glutamate）。」該研究的聯合主任安德里亞‧沃爾泰拉（Andrea Volterra）告訴《新聞周刊》（Newsweek），「然而，該領域的許多其他科學家卻無法重現這些觀察結果，由此產生了頗多爭議。」
通過使用尖端的基因體工具來分析不同腦細胞中哪些基因被打開，該團隊最終澄清了這一點。「我們發現了一個被歸類為星形膠質細胞的細胞亞群也擁有神經元細胞分泌穀氨酸鹽的典型機制，穀氨酸鹽是確保大腦神經元間通訊的主要神經遞質。」沃爾泰拉說道。
換句話說，他們發現了一種兼具神經元和神經膠質細胞特性的混合細胞。「這個細胞亞群的混合『轉錄組』（transcriptome，即基因表達的特徵）與迄今為止已知細胞類型均不對應。」沃爾泰拉說，「當時我們感覺向前邁出了一大步。」
進一步的分析表明，這些細胞並不是均勻分布在大腦周圍，而是聚集在特定區域。顯然，這些細胞在大腦的某些區域具有特定的作用。但那是什麼作用呢？
新療法的前景
為了找出這些混合細胞的實際作用，研究小組對這些細胞進行了修改，使它們不再產生釋放穀氨酸鹽神經遞質所需的機制。當這些被修改的細胞存在於小鼠體內時，小鼠的記憶和檢索存儲記憶的能力下降了，癲癇發作加劇，控制運動的荷爾蒙迴路發生變化，而這些荷爾蒙迴路在帕金森病中受損。
「因此，這些細胞對於認知功能、正確的運動控制和幫助預防癲癇發作很重要。」沃爾泰拉說，「需要注意的是，我們還沒有繪製出這些細胞在整個大腦中的分布圖，因此未來的研究可能會發現這些細胞在大腦其它區域的新作用。」
這一發現對大腦不同區域的各種細胞功能的複雜性、特異性的認知達到了新水平，這可能有助於開發更有針對性的腦部疾病治療方法。沃爾泰拉說：「現在需要將這些新水平的複雜性和特異性納入們對大腦功能和功能障礙的理解中去。」
該團隊目前正在研究這種新發現的細胞如何在阿爾茨海默病的發展中發揮作用。沃爾泰拉說：「根據我們的發現，可以設想新的、更具體的醫療策略。」
研究小組下一步將探索這些新的混合細胞還能在哪裡找到，及其在健康的大腦功能中可能發揮哪些其它作用。
沃爾泰拉說：「我們希望在整個大腦範圍內了解『我們所發現的這類細胞』的分布圖，從而可能發現大腦功能和功能障礙中的其它作用。」「我們還想更好地了解這些混合細胞是如何融合的，為什麼需要它們，及其它們對特定大腦迴路功能做出貢獻的確切方式。」
