大家好，我是青年代表許培博。今天我想通過一個神經元誕生的故事是來跟大家分享一下，我們實驗室主要的研究內容。
首先，我們的科學使命是什麼？我們知道神經退行性疾病威脅著全球數百萬人的健康，患者的大腦就像一棵大樹一樣，隨著年齡的增長，它的葉子會從繁茂蒼翠變得零落枯黃，而這個過程就是神經退行性疾病的主要病理特徵--神經元的缺失。所以我們的首要任務就是通過細胞移植來補充患者大腦缺失的神經元，以此來使大腦重新變得枝繁葉茂。
我們得到神經元的方法以及原材料就是幹細胞。因為幹細胞的全能性或多能性，在適當的條件下可以得到各種各樣的細胞類型。下面就是我們神經分化的整個過程。在這裡我以多巴胺能神經元為例，因為它是帕金森病人主要缺失的神經元類型。
首先，我們將幹細胞誘導成神經上皮細胞，也叫神經幹細胞，神經幹細胞可以得到各種各樣的神經元；而在神經上皮細胞這裡，我們將其區域化得到某種類型神經元的前體細胞，所以在前體細胞這裡，其實細胞已經走上了神經元的道路；最後我們將其分化、成熟，得到我們想要的神經元。
相信大家已經注意到了，比較不幸的是，我們最終得到的神經元中還會混有其它類型的神經元，這是一件很可怕的事，就好比我們想要一棵楊樹重新變得枝繁葉茂，但是它現在長出來的都是橡樹的葉子，雖然從園藝的角度來說，這是一項『技術創新』，但是對於病人來說，它可能會帶來潛在的副作用，所以我們希望藉助單細胞測序的方法來獲取每個細胞的身份信息，以此我們可以知道，除了多巴胺能神經元，隨著它同時產生的還有哪些細胞類型。
而如果把細胞分化比喻成一個滾動的球，這個球可能會有不同的路徑，或者說這個細胞可能有不同的命運，而使其產生不同命運或者不同路徑的，就是在地面上伸出纜繩來牽引它的木樁，這些木樁就是不同的基因。同樣，我們希望藉助單細胞測序的方法可以畫出每個球的不同的路徑。如果幸運的話，我們可以得到一些基因，這些基因就指示著前體細胞是如何走上神經元的道路。
在將細胞移植到大腦之後，從微觀層面，通過分子標記，我們可以認識到移植的細胞是否存活，它是否具有我們想要的神經元的一些特徵；而從宏觀層面，我們可以看到行為上的康復，舉個例子，比如說一個轉圈的小鼠，他不再打轉；或者是病人震顫的手臂不再震顫。但是在介觀層面，也就是說從環路層面我們想知道它到底發生了什麼呢？
從實驗動物模型中，首先我們可以通過病毒示蹤的方法來看移植神經元的上遊或者下遊是什麼，或者說誰對它輸入信息，它又對誰輸出信息；同時我們可以藉助光遺傳學的方法激活移植細胞，來看下遊神經元的電活動變化，這樣我們可以知道移植細胞所參與的神經環路。
雖然現在已經有很多實驗研究表明，細胞移植對神經退行性疾病的改善作用，但是我們知道，從基礎科研到臨床實驗還是有很長的一段路要走，而我們的工作就像一塊塊基石，墊在死亡谷上的這座橋下面，使其更加安全可靠。有句話叫「道阻且長，行則將至」，我想科學研究也正是如此。
來源：中國科學院上海生命科學研究院神經科學研究所