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鼩鼱罕见的季节性脑萎缩由水分流失而非细胞死亡引发,MRI研究揭示

Rare seasonal brain shrinkage in shrews is driven by water loss, not cell death, MRI study reveals

德国英语科技健康
新闻源:Phys.org
2025-09-04 11:50:32阅读时长2分钟871字
鼩鼱脑萎缩水分流失德恩氏现象脑部疾病治疗阿尔茨海默症帕金森病水通道蛋白4脑再生神经退行性疾病

内容摘要

德国和丹麦科学家通过非侵入性MRI技术发现,普通鼩鼱的季节性脑萎缩(德恩氏现象)源于脑细胞水分流失而非细胞死亡。该研究揭示水通道蛋白4在其中的关键作用,并为阿尔茨海默症、帕金森等神经退行性疾病的治疗提供了新思路。鼩鼱在冬季脑体积缩小9%后仍能再生,且新皮层和小脑保持功能稳定性,这种生物学机制可能为人类医学提供重要启示。

普通鼩鼱(Sorex araneus)是少数几种能够灵活收缩和再生大脑的哺乳动物之一。这种被称为德恩氏现象(Dehnel's phenomenon)的罕见季节性循环现象已困扰科学家数十年。大脑如何在体积减少后再生而不造成永久性损伤?

一项使用非侵入性MRI技术的研究,首次扫描了正在发生脑萎缩的鼩鼱大脑,发现其关键分子是水分。相关研究成果发表在《当代生物学》(Current Biology)杂志上。

"我们的实验显示,鼩鼱在脑萎缩期间损失了9%的大脑体积,但细胞并未死亡,"德国马克斯·普朗克动物行为研究所博士后研究员、论文第一作者西尔维亚·巴尔多尼(Cecilia Baldoni)表示,"这些细胞发生了水分流失。"

通常情况下,脑细胞水分流失会导致损伤甚至死亡,但在鼩鼱身上却出现相反现象。"细胞不仅存活,数量还增加了,"巴尔多尼补充道。

这一发现不仅解开科学谜题,更为人类脑部疾病治疗提供新路径。"鼩鼱的脑萎缩与阿尔茨海默症、帕金森病患者的脑部变化高度相似,"丹麦奥尔堡大学人类脑疾病专家约翰·尼兰德(John Nieland)副教授指出。

研究还发现,调节水分的特定蛋白——水通道蛋白4(aquaporin 4)——很可能参与了鼩鼱脑细胞的水分排出过程。"我们在人类病变脑组织中也观察到这种蛋白含量升高,"尼兰德强调。

通过高分辨率MRI扫描德国野外捕获的普通鼩鼱,研究人员发现:冬季脑萎缩存在区域差异——新皮层(负责认知功能)和小脑(负责运动控制)保持相对稳定的水分平衡,而其他区域则出现细胞内水分减少、细胞外水分增加的普遍模式。

"这就像调整房屋供暖系统:在冬季优先保障核心功能区域,"巴尔多尼用生活比喻解释,"鼩鼱通过这种策略维持觅食、逃避天敌等基本生存能力。"

值得注意的是,普通鼩鼱脑体积变化与神经退行性疾病患者存在双重镜像关系:人类脑萎缩呈现不可逆的单向衰退,而鼩鼱不仅能停止这一过程,更能在春季实现再生。研究团队下一步将重点研究其再生机制。

"发现能逆转脑体积损失的动物模型令人振奋,"尼兰德总结道,"这可能为攻克目前无法治愈的脑疾病提供突破性思路。"

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