长期以来,人类对于死亡一直保持着病态的好奇心。毕竟,全世界有超过数十亿美元的生物技术产业正专注于人体衰老方向的研究,这些研究试图揭开为什么认知能力下降和神经退化会自然发生。虽然我们离永葆青春还有很长的路要走,但如果我们能解决这个问题,我们或许可以阻止认知能力的衰退。
然而,研究人类的大脑是非常困难的,它与血液不同,脑细胞并不会自我生成。你可以想象,要找到新鲜且活的大脑细胞样本并非易事。有时病人需要切除一小部分脑组织,他们可能会同意并允许研究人员对这些脑片进行实验研究。科学家们在对捐献的脑组织进行分析时发现了一些奇特的东西。这个样本中的基因与其他死后大脑上的基因存在很大不同。随着研究人员的深入研究,他们发现了不同脑细胞死亡方式的差异。
当我们观察脑组织碎片时,我们就知道哪些基因会与疾病有关。当外科医生取出一个新鲜的脑组织样本时,即使这些细胞从大脑中被移除,它们仍然还活着,因为所有细胞的死亡都需要时间,那么大脑中的细胞都是以同样的方式逐渐死亡的吗?
研究人员分析了捐赠者的新鲜大脑组织的基因表达,并将其与其他数据集进行了比较,其结果存在巨大差异。为了更深入地了解究竟发生了什么,研究人员决定观察组织在放置超过24小时后会发生什么。
研究人员将样本置于室温下0到24小时,以模拟组织死亡时发生的情况。在神经元中发现的信号活性基因的表达会随着时间的推移急剧下降。相反,另一种叫做胶质细胞的脑细胞特征基因会随着时间的推移而增加。仔细观察脑组织,研究人员看到了死去的胶质细胞形状的变化。胶质细胞在大脑中起着免疫细胞的作用,对损伤和食物残渣做出反应。当组织静置24小时后,这些细胞就会膨胀并被激活。在这一过程中,神经元细胞似乎是最先死亡的,这有助于胶质细胞的活化,而胶质细胞的死亡速度相对较慢。
这项研究的作者、医学博士、教授、UIC医学院神经病学和康复主任JeffreyA.Loeb转述了这些发现的重要性:大多数研究假设当心脏停止跳动时,大脑中的一切都停止了,但事实并非如此。我们的发现将有助于解释对人脑组织的研究,我们只是到目前为止还没有量化这些变化。研究人员需要考虑哪些细胞类型死亡更快,以及它们的基因表达会如何变化。
这项研究可能有助于法医科学家确定大脑死亡的确切时间,也有助于研究死后脑组织科学家来解释这些变化,更是未来治疗人类脑损伤的新方向。
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