一项于4月9日发表在开放获取期刊《PLOS Biology》上的新研究表明，大脑中重新进入细胞周期的有丝分裂后神经元会迅速衰老，且这种重新进入在阿尔茨海默病中更为常见。该研究由Kim Hai和香港中文大学的Man Chow及其同事共同完成。

这一现象可能为深入理解神经退行性过程提供新契机，而用于实现这一发现的技术也易于应用于其他关于大脑中独特细胞群的研究。

大脑中的大多数神经元都是有丝分裂后的，即它们已停止分裂。多年来，人们一直认为这种有丝分裂后状态是永久性的。然而，近期发现表明，一小部分神经元会重新进入细胞周期，但对其进入后的命运知之甚少。

为解决这一问题，作者利用了可公开访问的“snRNA-seq”数据库，该技术可分离单个细胞核并对其RNA进行测序，从而提供细胞在分离时的功能快照。细胞周期经历不同阶段，包括生长、DNA合成、分裂特异性生长和有丝分裂，每个阶段均由一组特定蛋白质表征。作者通过分析约350个细胞周期相关基因的表达水平，对超过30,000个细胞核进行了评分，以确定每个细胞核所处的周期阶段。

结果发现，一小群兴奋性神经元确实重新进入了细胞周期，但大多数情况下并未成功完成分裂以产生子代神经元。相反，这些重新进入的细胞表现出与衰老相关的基因表达升高，即细胞重新苏醒后进入了衰老状态。

有趣的是，阿尔茨海默病患者大脑中的神经元以更高频率重新进入细胞周期，且这些衰老神经元中多个与阿尔茨海默病高风险相关的基因表达增加，包括直接促进淀粉样蛋白产生的基因。淀粉样蛋白是一种在阿尔茨海默病大脑中聚集的粘性蛋白。

同样，与健康大脑相比，帕金森病和路易体痴呆症患者大脑中重新进入细胞周期的神经元比例也有所增加。

这种重新进入在患病大脑中的神经生物学意义尚不清楚，但本研究采用的分析方法可能有助于深入了解大脑内神经元亚群，并揭示神经退行性疾病的机制。作者指出：“由于这些细胞在大脑中的罕见存在和随机定位，其分子特征和疾病特异性异质性仍不清楚。虽然未来需在相关人类样本中进行实验验证，但这种分析方法在不同疾病和跨物种环境中的适用性提供了新的机会和见解，可补充基于组织学的主流方法，以研究这些细胞在大脑衰老和疾病发病机制中的作用。”作者补充道：“所展示的生物信息学分析流程将为该领域提供一种新工具，以公正地剖析细胞周期重新进入和衰老的神经元，并解析其在健康与疾病大脑中的异质性。”