神經元如何持續運作？《Nature》新研究發現專屬的修復機制

與仰賴再生與複製的人體多數細胞不同，大腦的神經元細胞能根據環境調整自己，確保大腦持續適應和運作，在《Nature》新研究中，哈佛醫學院（Harvard Medical School）發現一種只發生在神經元中的 DNA 修復機制，有助解釋神經元是如何持續執行重要工作的同時，還能保持健康與功能正常。

只存在神經元中的 DNA 修復機制

大腦神經元具備獨特的神經可塑性（neural plasticity），能夠藉生長和重組改變結構及功能，這種重塑過程部分是透過活化大腦基因轉錄的新程序來完成，然而科學家發現，這種活躍的轉錄也附帶著嚴重的代價，促使 DNA 更容易斷裂，損害了對細胞功能來說至關重要、製造蛋白質所需的遺傳指令。

然而從生物學角度來說，這種行為明顯存在矛盾，為瞭解大腦如何平衡神經元活動的利弊，哈佛團隊將注意力轉向對神經元有高度特異性的 NPAS4 轉錄因子，這種轉錄因子會調節基因表達，在興奮神經元（excitatory neurons）響應外界刺激時進行抑制與控制。

透過對小鼠模型的一系列實驗，團隊確定 NPAS4 是一種由 21 種不同蛋白質組成的 NPAS4–NuA4 複合物的一部分，這種複合物會與會與神經元 DNA 上受損嚴重的位點結合，當複合物成分不再活躍，會發生更多的 DNA 斷裂，招募的修復因子也更少。不僅如此，存在復合體的位點也比沒有的位點更緩慢的累積突變，同時神經元中缺乏 NPAS4–NuA4 複合物的小鼠壽命明顯縮短。

研究人員認為從研究結果來看，NPAS4 在這種新發現的 DNA 修復途徑中起著關鍵作用，可以防止活化神經元在轉錄過程中可能發生的斷裂，這種額外的 DNA 保護層嵌入了神經元對活動的反應中，為神經元執行正常活動與維持健康間的平衡提供了潛在解決方案。