位于美国罗得岛州普罗维登斯市布朗大学的研究人员发现，神经元内部基因活动所发生的一系列变化能够帮助正在发育中的神经纤维，在脊髓内部确定自己接下来延伸的路线。该大学在九月十六日发布的研究消息中，介绍了一项刊登于《美国国家科学院院刊》的研究工作，将发生在神经元内部的这些变化，与细胞不断生长的轴突所接受的方向引导联系起来。这些科学发现研究对象是小鼠，关注的是它们的正常发育过程，并不代表一种已经在人类身上接受检验的治疗方法。
轴突是从神经元伸出、与其他细胞建立连接的部分，是神经连接的组成部分。此次研究团队重点观察了连合神经元，这类神经元承担着连接神经系统左侧和右侧的作用。它们的轴突在穿越脊髓中线、也就是到达两侧之间的分界位置时，会发生明显而急剧的转向。这个特点给研究提供了观察机会，使科学家能够了解不断生长的神经纤维，如何在前进路线上的中间站点调整行进方向。
据布朗大学介绍，亚历山大·亚沃尔斯基实验室的研究人员采用了一种专门设计的遗传学工具，在四个不同的发育阶段分别将这些作为观察对象的神经元分离出来。随后，团队运用针对单个细胞的核糖核酸测序技术，辨认在各个不同发育阶段，神经细胞中究竟有哪些基因处于活跃状态。这一研究方法使团队能够随着细胞逐步发育、轴突不断向前延伸，对神经细胞在不同时间阶段所呈现出来的基因活动情况加以比较。
研究分析显示，轴突穿越脊髓中线的过程，与细胞内大范围的基因表达转换存在联系。随着这一转换，不同的引导分子出现在轴突的末端，帮助轴突把继续生长的方向指向路线上的下一个中间站点。按照大学对研究的说明，这项发现为理解不断生长的轴突末端如何确定路线，补充了神经元细胞体内部基因调控所发挥的作用，让研究人员把神经元细胞体内部发生的调控变化，与远处轴突末端接受的方向引导联系起来。
这项研究工作同时还获得了处于不同发育阶段的一万两千多个神经元的基因表达数据。布朗大学表示，这些信息构成的图谱可以成为科研资源，为更广泛地研究脊髓提供支持。由于此次研究把重点放在正常的发育过程上，结果并不能证明同样的研究思路能够修复成年个体已经受到损伤的神经，也没有确立通过这种方法恢复运动能力的效果。因而，不能把发育研究中的发现直接视为已经证实的修复效果。
亚沃尔斯基表示，这一发现可能帮助研究人员进一步探索，在发生脊髓损伤或脑卒中之后，如何让重新生长的轴突受到正确引导，最终到达应该连接的目标位置。多个基因组成的群体究竟如何相互配合、共同发挥作用，仍然是需要通过后续研究来回答的开放问题。布朗大学介绍了这项研究所获得的支持，资助来自美国国立卫生研究院，以及该大学自己的卡尼脑科学研究所。
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