一家之鼠?加入人腦膠質細胞 老鼠智力大增四倍

作者 | 發布日期 2014 年 12 月 20 日 12:00 | 分類 生物科技 , 醫療科技
Mouse in a maze

想要做事有效率,有一個好的管家很重要。你可以看到蝙蝠俠因為有管家阿福,可以心無旁騖鏟奸除惡;同理,小鼠的腦細胞組成裡如果把膠質細胞換掉,牠的智力也大幅提升。不過稍微有點讓人擔心的是,換上去的是人類的細胞--「一家之鼠」會成真嗎?



換了新「管家」,小鼠更聰明

這是一項發表在「神經科學期刊」(Journal of Neuroscience)的真實研究,而非科幻電影或小說。美國羅徹斯特大學醫學中心教授 Steve Goldman,將幹細胞中抽取出來的膠質祖細胞(glial progenitor cell)注入幼年小鼠身上,每隻小鼠總計注入三十萬個人類細胞,最後可以長出一千兩百萬個星形膠質細胞。研究結果發現,小鼠神經細胞發出的電傳導訊號傳遞得更遠,比一般小鼠更快,而接近人類大腦中的傳遞速度;神經細胞間的「長期增強作用」(long-term potentiation,LTP)也更快更久,這代表諸如學習與記憶等能力都比一般的小鼠要強。

團隊具體的測量方法之一,是讓小鼠們聽到一種音樂時同時輕微電擊牠們,然後他們發現有人類細胞的小鼠,在將音樂與電擊串連起來的記憶能力方面,比其他小鼠提升了四倍。

星形膠質細胞(astrocytes)並不是神經細胞,而是以支持神經細胞作用為主要目的,包括提供營養、做為神經細胞之間的絕緣體,以免神經細胞之間電傳導過程傳遞訊息時出錯、如架子一般支撐起神經細胞、引導神經細胞延伸生長等等。人類的星形膠質細胞比小鼠的大上十到二十倍,具有的觸鬚狀結構比小鼠多一百倍,這代表他們可以發揮的功能遠大於小鼠,Goldman 比喻,這就像是電腦的 CPU 大升級一樣。

nv049-062

髓鞘也可以修復

他們的另一項實驗,則是特別針對一些無法製造髓鞘的小鼠注入膠質祖細胞,結果發現,有許多膠質祖細胞會分化成「少突膠質細胞」(oligodendrocytes),以便形成髓鞘,這說明這些細胞有辦法偵測出環境中的缺陷,然後補救。

「髓鞘」(myelin)是包圍在神經細胞軸突外的結構,它的作用也是用來絕緣,以免神經元發出的電傳導傳遞到錯誤的方向。髓鞘是由少突膠質細胞形成,因此當它缺乏時,髓鞘就無法形成,神經系統的運作會受到很大影響。這部份的實驗結果對於一些髓鞘受損的疾病有新的治療靈感,例如像多發性硬化症(multiple sclerosis),事實上 Goldman 已經在申請用膠質祖細胞治療多發性硬化症的患者,希望在一年之後展開人體實驗。

20140811

(圖片來源:Wikimedia Commons)

除了一般實驗用的小白鼠,Goldman 還計畫用其他智能更高的老鼠進行實驗。這或多或少製造出一些想像式的恐慌:這會製造出如「猩球崛起」般的動物嗎?Goldman 特別強調,這項實驗雖然在鼠腦中加入了人類細胞,但運作的神經細胞仍是小鼠自己的;它也沒有提供給實驗動物額外的能力,特別是人類所擁有的;人類的細胞只是增進了小鼠神經細胞的效能,那仍然是小鼠自己的細胞在運作。雖然如此,研究團隊在討論過後,決定不會將人類細胞放進與人類基因組成較接近的的猿猴體內,「這是基於倫理問題。」

(本文由 健康達人網 授權轉載;首圖來源:© Tetra Images/Corbis) 

發表迴響