缺了整整一類腦細胞，他的神經元集體「迷路」了

大腦中有一類不起眼的細胞——小膠質細胞，它們不是神經元，直到最近才開始引起科學家的關注。一個極為罕見的病例表明，這些細胞其實是大腦中非常重要的「導航系統」，指引著神經元各就各位、各司其職。

該男孩大腦的核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRIs）表明其結構異常。圖片來源：Ossterhof et al.，《美國人類遺傳學雜誌》（American Journal of Human Genetics）

來源 theAtlantic

撰文 Sarah Zhang

翻譯 宋坤

編輯 戚譯引

在這個男孩出生之前，他的父母就已經知道他的大腦很不同尋常——為此，他們從阿拉斯加的農村飛到西雅圖，好讓孩子一生下來就能得到專家的照顧。詹姆斯·班尼特（James Bennett）就是這樣遇到他的。那時他還只是幾天大的嬰兒，連呼吸都很困難。這個嬰兒的頭特別大，大腦結構看起來也有問題。班尼特，西雅圖兒童醫院（Seattle Children』s Hospital）的一位兒科遺傳學家，負責尋找病因。

最終答案比醫生們想像的更加奇怪：該男孩的大腦完全缺失一類細胞——小膠質細胞（microglia）。這是一個叫CSF1R的基因發生突變的結果。醫生們此前從來沒有見過類似情況。

小膠質細胞佔大腦所有細胞的 10%，但是由於它們不是神經細胞，所以長期以來被忽視了。這個男孩的例子使該類細胞的重要性確定無疑。在沒有小膠質細胞的情況下，他的神經細胞仍然增長，並填滿了頭骨，但是它們最終長錯了位置，建立了錯誤的連接。科學家們開始意識到，小膠質細胞指導著大腦發育。

「這個孩子的大腦中沒有一處不受到影響，」班尼特說道。這個嬰兒的一部分小腦以一個奇怪的角度凸起。他的腦室太大，而正常情況下腦室只是裝滿了液體的小腔。被認為連接大腦左右半球的一束密集的神經——胼胝體，在該男孩的大腦中完全沒有發育。

科學家之前已經在培養皿和動物中觀察到，小膠質細胞將發育中的神經細胞引導到正確的位置，形成高度組織化的大腦皮層，最終構成了大腦。它們也修剪了神經元之間的連接。「當你開始操縱小膠質細胞的功能時，情況很快就會失控，」斯蒂芬·諾克托（Stephen Noctor）說道，他是加州大學戴維斯分校（University of California at Davis）的一個發育神經生物學家，沒有參與該男孩的診查。為了進一步了解CSF1R基因，班尼特與研究斑馬魚的生物學家合作。在斑馬魚身上，關閉這個基因會擾亂一些細胞通路，而這些通路在人類的胼胝體發育中是至關重要的。

來自加州大學歐文分校（University of California at Irvine）的神經生物學家金·格林（Kim Green）指出，缺少小膠質細胞的變異小鼠的大腦內部具有大致相似的混亂結構。這些小鼠模型基本上預測了在人類中可能發生的情況，只是格林完全沒有想過會碰到一個沒有小膠質細胞的人。「這種情況絕非尋常，」他說道。

這個男孩的大腦幫助解開了這些科學奧秘。但是他終歸還只是一個身患重疾的小男孩，有著一對憂慮的年輕父母。事實上，他們兒子的情況如此嚴重，是因為他繼承了兩個錯誤的CSF1R基因拷貝——雙親中每人一個。因為他的父母是表親，他們碰巧攜帶了同一個罕見變異。

在成年人中，僅僅一個拷貝的CSF1R基因突變就能導致大腦結構混亂，這被稱為成人白質腦病合併軸突球樣變和色素性膠質細胞（adult-onset leukoencephalopathy with axonal spheroids and pigmented glia），它會引發記憶喪失，患者最終在 40 多歲出現痴呆。當拿到這個男孩的 DNA 測序結果時，班尼特意識到，他必須向孩子的父母解釋他們自己的CSF1R基因突變以及患病的風險。他說，聽完他的講述，這對父母鬆了一口氣，理解了孩子哪裡出現了問題，但好像又過於震驚，無法完全理解這對於他們自己的生活的意味著什麼。這對夫妻在給兒子進行 DNA 測序之前和一位遺傳諮詢師聊過，班尼特說他安排他們和另外一個遺傳諮詢師見面，在他們回到阿拉斯加州的家以後。

這個故事沒有奇蹟治癒或者美好結局。在 10 個月大的時候，這個男孩在阿拉斯加去世了，很可能是因為相關的原因。班尼特說這家人同意了屍檢。從那以後他們就失去了聯繫。他們留給班尼特的手機號碼無效了。他告訴我，他最近聯繫上了這位媽媽的姐妹，試圖告訴小男孩的家人一些研究的情況，這項研究由於他們的孩子才得以進行。這是一個微妙的平衡：他感覺有告知的義務，但是他理解這對父母可能不想再提起夭折的兒子。

班尼特說，一個兒科遺傳學家的工作經常是診斷那些突破人體極限的極罕見疾病。「在任何一天，你都能找到一個足以用餘下的全部職業生涯去研究的病人，」 他說道。這個男孩就是其中之一。

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