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恭賀本校生物醫學研究所黃國正助理教授指導博士班學生蔡承佑同學發表論文在Nature Communications

 

早在 1960 年代,Joseph Altman 已提出成年哺乳類腦中有新生的神經細胞,可惜他的研究結果並未被當代科學界所重視,當時的大部分科學家仍認為哺乳動物在成年之後大腦內就不再有新的神經細胞產生。隨著科學技術的進步,神經科學家們逐漸證實了成年後大腦神經新生的存在,也開啟了神經科學領域中嶄新的一頁。

 

   成年後腦中有神經新生的位置主要分為兩區,其一是位於海馬迴內的齒狀迴(dentate gyrus,簡稱DG),長期以來被認為跟學習和情緒反應有關;另一區則是側腦室下區(subventricular zone, 又簡稱SVZ),此區的細胞有遷徙的特性,在齧齒類中會移動至嗅球,而在人類中則遷徙至紋狀體(striatum)。成年後大腦神經新生的速率會受到許多因素影響,並非穩定的。科學家發現生活環境、運動、藥物以及荷爾蒙等都會影響到神經新生的數量,例如運動能顯著增加海馬迴內的神經新生,而在長期壓力下神經新生則有減少的現象,又例如抗憂鬱劑等藥物的使用會增加神經新生。當然,基因遺傳也是影響神經新生重要的因子。

 

雖然已知有成年的腦中神經新生的現象,但這些新生成的神經細胞是否具有生理功能又是另一個問題。研究發現,動物給予抗憂鬱劑後需要有海馬迴神經新生的正常存在才能造成動物行為改變,顯示神經新生與憂鬱症的生成及治療有一定程度的相關性,但確切的原因與機制仍須更多的研究來了解。此外,近年來有些實驗提出證據指出,這些新的神經細胞有緩衝情緒壓力並減低焦慮的功能。

 

在我們的研究中,我們利用兩種不同的動物模式停止小鼠腦中的腦神經新生,分別是誘發性基因剔除方式(inducible KO)和放射線(X-ray)。實驗結果顯示沒有神經新生的小鼠在夜間(小鼠是夜行性動物)的焦慮測試中反而較不焦慮,且兩種動物模式皆呈現一致的結果。我們進而探討小鼠受刺激後的壓力賀爾蒙,下游的基因表現,以及腦中海馬迴細胞活化的程度,實驗結果顯示沒有神經新生的小鼠對壓力刺激的生理反應較小。這結果推翻了過去大家對腦神經新生與情緒反應的認知,我們猜測這些新生的神經細胞較容易受到刺激而活化,因此會對周邊的刺激產生更大的生理反應,而這保持警戒以及容易活化的細胞特性無疑對動物在自然界的生存具有重要的意義。

 

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