全球现有数亿人受到阿尔茨海默病、卒中后遗症等疾病的困扰，与此同时，神经可塑性下降或神经回路失调也伴随着他们。如何“重启”成年大脑的可塑性，是神经科学领域的热点与难点。

近日，发表在国际知名学术期刊《自然》上的多篇研究文章带来了突破性发现：大脑中星形胶质细胞分泌的CCN1蛋白，是维持成年大脑神经回路稳定的“关键锁”。知名科普作者张田勘表示，这项研究为脑损伤修复、神经退行性疾病治疗提供了全新靶点，让大脑功能“按需调节”成为可能。

（1）被“忽视”的胶质细胞其实很有用

哺乳动物的大脑包含两种主要细胞：神经元（神经细胞）和神经胶质细胞，两者数量大致相当。长期以来，人们认为只有大脑中的神经元才是最重要的细胞，其他细胞如星形胶质细胞并没有太大作用，顶多能够支持神经元工作。

后来不断有研究发现，星形胶质细胞其实具有塑造人类行为、记忆，并维护大脑健康的作用。在光学显微镜下，星形胶质细胞呈星形，延伸到神经元和大脑微小血管之间。它们能根据神经元活动信号调节血管血流量，并从血液中提取氧气和其他生命必需分子输送给神经元；能清除突触周围的代谢废物，调节突触间隙的离子浓度；还能摄取神经元周围的谷氨酸，以防止兴奋性回路过度激活，然后分解这种神经递质，并反馈给神经元。

在人类大脑中，单个星形胶质细胞可连接数十万个突触，而不同大脑区域存在着不同类型的星形胶质细胞。这意味着星形胶质细胞是通过改变突触周围环境来微调神经递质并产生生理功能的。

（2）分泌蛋白“稳定”脑神经回路

最新研究发现，星形胶质细胞的一些重要功能是通过分泌CCN1蛋白来完成的。美国索尔克生物研究所的尼古拉·阿伦团队对小鼠和人的试验结果显示，星形胶质细胞及其分泌的CCN1蛋白是稳定大脑视觉皮层回路的一个重要因素。

CCN1蛋白是一种分泌型细胞分泌的外基质蛋白，可与细胞质膜和细胞外基质的许多组分结合，在细胞增殖、迁移、血管生成、伤口愈合和组织修复等多种生理过程中发挥着关键作用，它通过与细胞表面受体结合来调控细胞功能，与多种疾病（如炎症、癌症）的发生发展密切相关。

阿伦团队的研究首先证实了CCN1蛋白是星形胶质细胞分泌的，其次发现该蛋白是大脑神经回路的“稳定剂”。CCN1蛋白就像一位眼观六路的交警，根据十字路口道路的车流量，及时调节神经回路各路径的神经递质，从而让神经回路既不过度拥堵（避免神经通道异常兴奋），也不让神经通道空置（维持必要的神经信息流通）。简单来说，星形胶质细胞分泌的CCN1蛋白不像多巴胺、血清素那样是传递信息的，而是像水泥或钢筋是负责固定神经结构、稳定神经连结的。

（3）开辟脑神经疾病治疗新路径

研究人员利用基因工程技术移除星形胶质细胞中的CCN1蛋白后发现：成年实验动物重新出现类似幼年时期的可塑性，而且大脑皮层对相关刺激再次产生明显改变，神经回路不再那么固定。这进一步说明，CCN1蛋白像调节旋钮，多一点会让神经元更稳定，人学习新东西比较困难；少一点则让神经元更灵活，人学习新东西更容易，但不够稳定。

当星形胶质细胞的种种功能被发现后，科学家致力于利用星形胶质细胞和CCN1蛋白的调控功能来治疗大脑疾病，如卒中、阿尔茨海默病、帕金森病、创伤后应激障碍（PTSD）、肌萎缩性侧索硬化症、亨廷顿病等。

许多大脑神经疾病的原因都是神经元受损，研究人员的初步设想是，降低星形胶质细胞分泌的CCN1蛋白浓度，可能重新增强神经可塑性，帮助患者康复甚至重建大脑受伤神经，治疗大脑功能障碍。比如，提高CCN1蛋白浓度可能稳定异常神经放电，治疗某些癫痫或神经退化症；稳定CCN1蛋白浓度则可能治疗阿尔茨海默病、创伤后应激障碍、抑郁症等。因为这些疾病都涉及神经回路或神经网络的稳定与重塑失衡，而CCN1蛋白显然是调控神经功能的关键。

总之，对星形胶质细胞的多项研究结果提示，应当重新理解大脑的“稳定”，成年大脑的神经回路稳定并非“被动僵化”，而是星形胶质细胞通过分泌CCN1蛋白进行主动维护的结果。当星形胶质细胞功能正常，CCN1蛋白可以根据实际需要进行上调或下降来维持动态平衡时，就有可能“重启”大脑，拓展大脑的功能，治愈多种神经疾病。

（供图：视觉中国）

来源：北京日报客户端

记者：汪丹