我是真正的神经元吗?

更新于 2026年11月04日 版权声明
我是真正的神经元吗?

终于有一天,我被拿出培养箱,实验者用一种称为膜片钳的技术为我做生理检查,看我能否成为一个合格的神经元。我充满了自信,因为至少从外表来看,我已经接近一个成熟神经元的样子了。等了半天,终于轮到我了。一根管子吸住我的身体,我打了个趔趄,不过还是站稳了脚跟。实验者打开一个检查项目,点击开始,然后满眼期待地盯着屏幕。突然我全身发麻,原来是触电了,紧接着我又感受到那股曾经在我体内喷涌的力量,是那么强大,那是我的心跳,在屏幕上跳出一座座高高的山峰。“哇,好多动作电位,这个神经元诱导得相当成熟呀!”实验者惊喜地说道。

图示

用膜片钳技术检测神经元的生理活性(李三兰绘制)

这不是科幻,这是科学,实实在在的科学。

我们所经历的从胶质细胞转变成神经元的过程叫做转分化。像胶质细胞这样能被转化成神经元的还有很多其他类型的细胞。比如最常见的成纤维细胞,这种细胞易于获得而且培养简单,是转分化的首选。

我们胶质细胞与神经元本是同根生,从某些方面来讲更接近神经元,这也是我们被选中的原因之一。另外大脑里有数量颇丰的胶质细胞,如果可以在神经元生病的地方将我们就地转化,或许能为治疗如帕金森病、阿尔茨海默病等神经系统顽疾增加一种选择。

希望总是美好的,要让这项技术更好地投入应用却还有很多现实问题亟待解决。比如,如何诱导得到特定类型的神经元(如多巴胺能神经元)?人的大脑区域差异很大,不同区域的同种神经元生活习性也很可能不一样,那么如何得到带有区域特征的特定神经元?转分化的过程迅速而剧烈,但是神经元命运的火种是如何在胶质细胞里引燃的?(https://www.daowen.com)

路漫漫其修远兮,人将上下而求索。

生理检查终于结束了,离开温室的我们已经被空气中的细菌包围,我们精疲力尽,奄奄一息。还有另一项检查在等着我们。

形态变化上我们看起来已经成功,可本质上我们已经成为神经元了吗?神经元与胶质细胞表达的很多蛋白质都不一样,而正是神经元才有的蛋白质在执行着神经元的特殊使命。比如现在的我和其他诱导的神经元是通过我们之间形成的突触结构进行交流的,而胶质细胞之间是没有这种所谓的突触结构的。神经元突触的形成及其正常运行需要很多特定蛋白质的参与,比如需要一种称为突触蛋白(synapsin)的蛋白质。再比如,现在我的手又细又长,我的骨架已经变成神经元特有的了吗?

接下来的检查中,实验者将通过抗体染色进行检测。所选取的抗体是能够特异性识别并结合这些蛋白的。实验者拿出早已为我们准备好的试剂,上面标示的是4%多聚甲醛。这是一种交联剂,也是一种防腐剂。喝下它,我的细胞膜将不再流动,我的心脏将不再跳动,仿佛被《冰雪奇缘》里面的姐姐施了魔法,转眼间只见千里冰封,万物凝固……紧接着实验者将特定的抗体孵育在我们周围,抗体进入我们体内,凭借着本能找到它独一无二的另一半——抗原(就是神经元体内的各种蛋白质),它们紧紧结合在一起。那实验者是怎么发现它们的呢?巧妙的是,实验者早已偷偷地在抗体身上安了一盏“灯”,没错,那就是荧光基团。荧光基团能够被激发出特定波长的光,比如常见的红绿蓝可见光,还有红外不可见光。在荧光显微镜的帮助下,特定的抗体就显示出它所结合的蛋白。眼见为实,这样,实验者就可以看到我是否带有神经元的蛋白质了。

我知道我即将死去,可是我并不害怕,“死得其所”四个字是我想说的。胶质细胞转分化成为神经元的道路还很长,我的牺牲是为了其他同伴更好地走下去,所以我愿意。或许永远也没人知道在被多聚甲醛浸透的那一刻,我痛并笑着……

(谨以此文,献给那些为科学实验牺牲的小老鼠,以及它们的胶质细胞。感谢给予笔者修改意见的唐骋、袁洁、尹陈、邓菡菲、饶志萍和韩素娥等同学)

(审稿:程乐平 顾勇)

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