成人大脑还会产生新神经元吗？这项研究先碰到了一个长期争议
海马中的齿状回（dentate gyrus，DG）长期被认为是成年大脑中仍可能保留神经发生能力的重要区域。这里的颗粒下区（subgranular zone，SGZ）可能存在神经干细胞（neural stem cell，NSC），它们经过增殖、分化和成熟，最终形成新的颗粒细胞（granule cell，GC）。
动物研究已经反复提示，成人海马神经发生参与模式分离（pattern separation）、学习以及记忆更新。但问题在于：成年人的海马到底还保留多少神经发生，以及这些细胞是否具有临床意义，一直存在争议。
这项研究的一个重要特点，是没有只依靠某一个经典标志物寻找“新生神经元”。
研究共纳入123名脑组织供者，其中68名为无精神疾病对照，55名患有MDD。两组平均年龄分别为46.8岁和47.6岁，并无显著差异。为了减少药物等因素对脑组织分子状态的干扰，纳入标准要求死亡时血液和脑组织精神药物毒理检测阴性，死亡前3个月没有使用精神类药物——苯二氮䓬类药物除外，同时排除了物质和酒精使用障碍。
在最核心的单核多组学分析中，质量控制后保留了19名对照和11名MDD供者的样本，共获得 495,037个细胞核。
研究人员随后利用单核RNA与染色质开放性联合测序（single-nucleus Multiome sequencing，snMultiome-seq），同时读取RNA表达和ATAC信号，并结合空间转录组（spatial transcriptomics）、Xenium原位分析、RNAscope、免疫组织化学以及蛋白质组学进行验证。
最终，在成人海马中识别出了 31个细胞群。
这意味着研究关注的不再只是“某个基因在抑郁症中升高还是降低”，而是进一步追问：究竟是哪一种细胞，在海马的什么位置、处于什么发育阶段时发生了改变？
从干细胞到成熟神经元：一条此前很难在人脑中看清的发育轨迹出现了
对颗粒细胞和星形胶质细胞进一步聚类后，研究人员解析出了一条连续的神经发生轨迹。
起点包括偏静息状态的神经干细胞NSCa，以及更加活跃、具有增殖特征的NSCb。随后依次出现中间神经祖细胞（intermediate neural progenitor，INP）、神经母细胞（neuroblast，NB）、未成熟颗粒细胞（immature granule cell，ImGC），最终向成熟颗粒细胞发展。
这些细胞并不是仅凭聚类算法“命名”出来的。
例如，NSCa富集SOX2和PAX6；NSCb表达NES和ASCL1；INP表达NEUROD6、TUBB3和STMN2；NB出现DCX、RELN和CALB2；随后未成熟颗粒细胞进一步表达PROX1、NEUROD1、STMN1等神经元分化和成熟相关分子。
拟时序分析（pseudotime analysis）进一步显示，从NSC到INP、NB、ImGC，再到成熟GC，祖细胞标志逐渐下降，而神经元分化和成熟标志逐步升高。
空间证据也与这一轨迹相符。研究人员利用RNA velocity观察到，从SGZ相关区域向颗粒细胞层（granule cell layer，GCL）存在具有方向性的转录变化轨迹。
更重要的是，在组织中可以直接检测到这些分子：NSC和NB相关RNA主要出现在SGZ，而部分未成熟颗粒细胞标志则出现在GCL。
|
研究还发现一个很值得注意的技术细节：表达DCX RNA的细胞数量大约是表达doublecortin蛋白细胞的10倍。 |
这提醒我们，在神经发生研究中，“检测到某段RNA”与“存在相应功能蛋白”并不是同一件事。也正因为如此，这项研究同时使用RNA、蛋白和空间信息进行交叉验证，比单独依赖一种标志物更有说服力。
抑郁症的问题，不是神经干细胞“没有了”
当研究人员把MDD与对照组放在这条神经发生轨迹上比较时，一个关键变化出现了：
|
MDD海马中NSCa更多，而神经母细胞NB更少。 |
换句话说，早期的干细胞样细胞仍然存在，但向后续神经元阶段推进的效率下降了。
这与“神经干细胞被耗尽”是两种完全不同的生物学情形。
组织学验证得到的结果与此一致。MDD组SGZ中表达nestin和Ki67蛋白的细胞减少；同时，表达DCX/TUBB3 RNA以及doublecortin蛋白的细胞也更少。这些结果共同指向：从神经干细胞激活、增殖，到形成神经母细胞的过程出现障碍。
值得注意的是，另一类未成熟颗粒细胞ImGC2的比例并没有明显下降。
因此，更准确的描述并不是“抑郁症患者停止产生神经元”，而是：
|
成人海马神经发生的不同阶段受影响并不一致，其中较明显的问题发生在早期祖细胞向神经母细胞推进的过程中。 |
这也是该研究使用“halted neurogenesis”而不是简单“loss of neurogenesis”的关键所在。
神经发生为什么停下来？最早出现的异常之一来自免疫和应激信号
找到发育停滞的位置之后，下一个问题自然是：是什么让这条轨迹变慢了？
在NSCa、NSCb和INP等早期神经发生阶段，MDD组出现了明显增强的 干扰素信号（interferon signaling）。
一个富集干扰素相关通路的基因模块在MDD早期神经祖细胞中表达升高，其中包括EIF2AK2、IFIT3、HERC6和NRIR等基因。
与此同时，中间神经祖细胞还出现了一组与神经发生方向相反的变化。
NELL1、POSTN和与细胞外基质调控有关的分子表达降低，而SOX9表达升高。SOX9能够促进胶质细胞命运、抑制神经元分化，因此这一变化与“神经发生向前推进受阻”的模型是一致的。
到了神经母细胞阶段，DCX和脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）进一步降低。
也就是说，这里看到的并不是某一个“抑郁症基因”出了问题，而是多个方向同时偏移：免疫信号升高、细胞应激增强、分化程序延迟、神经营养支持下降。
这可能也是理解MDD复杂性的一个重要入口。
当新生神经元受阻，成熟的海马记忆回路也没有置身事外
如果异常只存在于少量神经祖细胞中，它是否足以解释复杂的抑郁症表型？
研究给出的答案是：异常远远不止神经发生。
在成熟海马细胞中，变化最明显的是一个表达PENK的GABA能抑制性神经元群InN5.PENK，其MDD相关差异表达基因达到 566个；GC1颗粒细胞有 378个，一个CA区兴奋性神经元亚群则有 147个。
多个神经递质系统同时受到影响。
在5-羟色胺（serotonin）系统中，与神经发生相关的HTR4、HTR7下降，HTR1E也降低；多个空间区域中的HTR2A和HTR2C减少，而InN5.PENK中的HTR1D升高。
谷氨酸系统的变化更加广泛。
AMPA、NMDA以及代谢型谷氨酸受体在NSC、INP、NB、ImGC以及成熟颗粒细胞等多个细胞群中下调。而这些受体正处在突触可塑性（synaptic plasticity）、长期增强（long-term potentiation，LTP）以及兴奋–抑制平衡（excitatory–inhibitory balance）的核心位置。
因此，这项研究并没有否定经典的神经递质异常模型，而是把它放进了一个更大的框架：
|
MDD可能同时涉及神经发生受阻、突触可塑性下降、神经递质异常、细胞运输障碍、代谢能力改变以及神经炎症。 |
血清素变化只是这张网络中的一部分。
297个蛋白和102个开放染色质区域，把异常一直追到了调控层
RNA表达变化并不一定会变成蛋白变化。
因此，研究人员又对12名MDD和12名对照供者的海马进行了蛋白质组分析。在最终用于分析的1,131种蛋白中，检测到 297种差异表达蛋白（differentially expressed proteins，DEPs）。
例如，与钙稳态、突触可塑性和记忆有关的calbindin降低；同时，细胞内运输、线粒体功能、神经发育和突触功能相关的一批蛋白也发生变化。
研究进一步把视线推到了染色质层面。
MDD不同细胞类型中一共发现 102个差异开放染色质区域（differentially accessible regions，DARs），分布于启动子、内含子以及远端调控区域。
其中，KLF15以及多种Krüppel-like factor（KLF）转录因子值得关注。这类转录因子对糖皮质激素和应激信号敏感，而且其结合变化与HPCAL1、KRAS、CAMKV、RAB6B、HOMER1等突触、细胞运输和神经可塑性相关基因的表达变化存在对应关系。
一个颇有启发性的背景数据是：MDD组死亡前6个月的近期应激评分平均为 2.4，对照组为 1.8，差异具有统计学意义。
于是，一个值得进一步验证的模型出现了：持续应激可能通过转录因子和染色质状态改变细胞的基因调控程序，再逐渐影响神经发生、突触结构以及海马回路功能。
但这里必须强调一个词——可能。
这项研究观察到的是关联，而不是从压力到表观遗传改变再到抑郁症的因果链。
看到“神经发生停滞”，并不等于找到了一种新的抗抑郁疗法
到这里，很容易产生一个直觉：既然MDD存在神经发生受阻，那么促进神经发生是否就能治疗抑郁症？
目前还不能这样推断。
首先，这是一项尸检横断面研究。研究人员看到的是疾病终末状态下的分子差异，无法确定这些变化究竟发生在疾病之前、疾病过程中，还是长期抑郁状态造成的结果。
第二个问题更加重要。
|
55名MDD供者中，40人死于自杀，占72.7%，而对照组没有自杀死亡者。因此，目前无法完全区分哪些分子异常来自MDD本身，哪些可能与自杀相关的生物学过程有关。 |
第三，在NSC、INP和NB这类数量较少的细胞中，为了降低漏掉真实信号的风险，部分差异表达分析采用P<0.05和较大的表达变化阈值，而没有进行常规的多重比较校正。因此，相比某一个具体低丰度细胞中的单基因结果，来自单细胞、空间、蛋白和组织学多层证据共同指向的方向性结论更值得关注。
这些限制并不会削弱这项工作的价值，却决定了我们应该怎样阅读它。
与其寻找一个“抑郁症基因”，不如开始理解一种失衡的细胞状态
这项研究最有价值的地方，并不是又发现了多少个差异基因。
它改变的是观察MDD的尺度。
在这个尺度下，抑郁症不再只是“某种神经递质不足”，也不是“某一个基因异常”，而可能涉及多个层级同时发生变化：神经干细胞的分化进度发生偏移，成熟神经元的突触网络受到影响，兴奋和抑制信号重新平衡，免疫与应激程序持续激活，染色质调控状态也随之改变。
这些变化最终汇聚到同一个高度依赖可塑性的脑区——海马。
这也留下了一个更值得思考的问题：
|
如果不同MDD患者的神经发生、免疫、突触、代谢和应激调控异常程度并不相同，那么今天被同一个“MDD”诊断名称覆盖的人群，未来是否可能被进一步划分成具有不同分子机制的亚型？ |
如果答案是肯定的，那么精准精神医学（precision psychiatry）的下一步，或许不只是寻找一个更好的抗抑郁药，而是先弄清楚：不同患者的大脑，究竟在哪一个环节失去了可塑性。
这项研究还没有给出最终答案。
但它让“抑郁症的大脑究竟发生了什么”这个问题，从症状和神经递质层面，进一步进入了细胞状态、空间结构、蛋白表达和表观遗传调控的层面。
而这可能正是理解复杂精神疾病时，最值得继续关注的方向。
参考文献
