根據加州大學聖地牙哥醫學院的研究人員和其他地方的同事在2020年4月15日的《自然》雜誌上發表的新發現，當成年腦細胞受到損傷時，它們會恢復到胚胎狀態。科學家們報告說，在它們剛剛被接受的不成熟狀態下，這些細胞能夠重新生長出新的連接，在適當的條件下，可以幫助恢復失去的功能。
修復大腦和脊髓損傷可能是醫學上最艱巨的挑戰。直到最近，這似乎還是一項不可能完成的任務。這項新研究列出了「成人大腦再生的轉錄路線圖」。
「利用現代神經科學、分子遺傳學、病毒學和計算能力等令人難以置信的工具，我們首次能夠確定一個成年腦細胞中的全部基因是如何自我重置以再生的。」這讓我們從根本上了解了在轉錄水平上，再生是如何發生的，」資深作者、醫學博士、神經科學教授、加州大學聖地牙哥分校醫學院轉化神經科學研究所主任Mark Tuszynski說。
利用老鼠模型，Tuszynski和他的同事們發現，在受傷後，成人大腦中的成熟神經元會恢復到胚胎狀態。「誰會想到呢，」Tuszynski說。「就在20年前，我們還認為成年人的大腦是靜態的、終末分化的、完全建立的、不可改變的。」
但弗雷德·「拉斯蒂」·蓋奇(Fred「Rusty」Gage)博士、索爾克生物研究所(Salk Institute for Biological Studies)所長兼教授、加州大學聖地牙哥分校(UC San Diego)兼職教授等人的研究發現，海馬體和心室下區不斷產生新的腦細胞，在整個生命周期中不斷補充這些大腦區域。
「我們的工作進一步激化了這個概念，」Tuszynski說。「大腦自我修復或替換的能力並不局限於兩個區域。相反，當一個成年的大腦皮層細胞受到損傷時，它會(在轉錄水平上)恢復到胚胎的皮層神經元。在這種回復的，遠不成熟的狀態下，如果提供一個生長的環境，它現在可以再生軸突。在我看來，這是這項研究最顯著的特點，非常令人震驚。」
為了提供一個「令人鼓舞的再生環境」，Tuszynski和他的同事研究了脊髓損傷後受損神經元的反應。近年來，研究人員極大地提高了利用移植的神經幹細胞刺激脊髓損傷修復和恢復失去功能的可能性，主要是通過誘導神經元通過損傷部位延伸軸突，重新連接被切斷的神經。
去年，例如，一個多學科團隊由科比·Koffler博士，神經科學助理教授，Tuszynski,和Shaochen Chen博士納米工程和教員教授在加州大學聖地牙哥分校醫學工程研究所，描述使用3 d印刷移植來促進神經細胞生長在大鼠脊髓損傷，恢復連接和失去功能。
最新的研究產生了第二個令人驚訝的結果：在促進神經生長和修複方面，一個重要的遺傳途徑涉及到亨廷頓基因(HTT)，當HTT突變時，會導致亨廷頓病，這是一種破壞性的疾病，其特徵是大腦中的神經細胞逐漸崩潰。
Tuszynski的團隊發現，「再生轉錄組」——皮質脊髓神經元使用的信使RNA分子的集合——是由HTT基因維持的。在缺乏HTT基因的小鼠中，脊髓損傷的神經元發芽和再生明顯減少。
Tuszynski說：「雖然人們已經做了很多工作來試圖理解為什麼杭丁頓突變會導致疾病，但是對於杭丁頓的正常作用卻知之甚少。」「我們的研究表明，杭丁頓對於促進大腦神經元的修復至關重要。因此，該基因的突變將導致成年神經元失去自我修復功能。這反過來又可能導致慢性神經元退化，從而導致亨廷頓氏舞蹈症。」