研究顯示人們死後一些細胞基因表達在大腦會重新活過來
人體死後的器官變化可能對重要的大腦研究有所啟發。在人死後的幾個小時內,其大腦中的某些細胞仍然活躍。根據伊利諾伊大學芝加哥分校的新研究,一些細胞甚至增加了它們的活性,並增長到巨大的比例。
在《科學報告》雜誌上最新發表的一項研究中,UIC的研究人員分析了新鮮腦組織,這些組織是在常規腦部手術中收集的,在被切除後的多個時間段的基因表達,以模擬死後的間隔和死亡。他們發現,一些細胞的基因表達在死亡後實際上增加了。
這些”殭屍基因”,即那些在死後間隔期後表達增加的基因是一種特定的細胞類型:被稱為膠質細胞的炎症細胞。研究人員觀察到,膠質細胞在死亡後的數個小時內持續生長並長出長臂般的附屬物。
“膠質細胞在死亡後擴大並不太令人驚訝,因為它們是炎症性的,它們的工作是清理缺氧或中風等腦損傷後的物質,”UIC醫學院的John S. Garvin教授和神經學和康復學負責人、論文的通訊作者Jeffrey Loeb博士說,但重要的是這一發現的意義:大多數利用死後的人類腦組織來尋找自閉症、精神分裂症和阿爾茨海默病等疾病的治療方法和潛在療法的研究,都沒有考慮到死後的基因表達或細胞活動。
“大多數研究認為,當心臟停止跳動時,大腦中的一切都停止了,但事實並非如此,”Loeb說。”我們的發現將需要用來解釋對人類大腦組織的研究。我們只是到現在還沒有量化這些變化。”
Loeb和他的團隊注意到,新鮮人類腦組織中基因表達的全球模式與任何已發表的報告都不一致,這些報告來自沒有神經系統疾病的人或患有各種神經系統疾病的人,從自閉症到阿爾茨海默氏症。”我們決定通過觀察所有人類基因的表達,在0到24小時的時間點上,從最近收集的一大塊腦組織中進行模擬死亡實驗,讓這些腦組織在室溫下靜置,以復制死後的時間間隔,”Loeb說。
Loeb及其同事在研究腦組織方面具有特殊的優勢。Loeb是UI NeuroRepository的主任,這是一個人類腦組織庫,這些組織來自神經系統疾病患者,他們同意在死後或在治療癲癇等疾病的標準護理手術期間收集和儲存組織用於研究。例如在某些治療癲癇的手術中,導致癲癇的腦組織會被切除。並非所有的組織都需要用於病理診斷,所以有些組織可以用於研究。Loeb和同事在研究中分析的就是這些組織。
他們發現,大約80%的分析基因在24小時內保持相對穩定,它們的表達沒有太大變化。這些基因包括通常被稱為管家基因的基因,它們提供基本的細胞功能,在研究中通常用於顯示組織的質量。另一組基因已知存在於神經元中,並被證明錯綜複雜地參與了人類的大腦活動,如記憶,思維和癲癇活動,在死亡後的幾個小時內迅速降解。Loeb說,這些基因對研究精神分裂症和阿爾茨海默病等疾病的研究人員非常重要。
第三組基因”殭屍基因”在神經元基因降級的同時,它們的活性也在增加。死後變化的模式在隨後12小時左右達到頂峰。
“我們的發現並不意味著我們應該拋棄人體組織研究計劃,只是意味著研究人員需要考慮到這些基因和細胞的變化,並儘可能地縮短死後間隔時間,以減少這些變化的幅度,”Loeb說。”我們的發現帶來的好消息是,我們現在知道哪些基因和細胞類型是穩定的,哪些會降解,哪些會隨著時間的推移而增加,這樣就可以更好地理解死後大腦研究的結果。”