神经元如何持续运作？《Nature》新研究发现专属的修复机制

与仰赖再生与复制的人体多数细胞不同，大脑的神经元细胞能根据环境调整自己，确保大脑持续适应和运作，在《Nature》新研究中，哈佛医学院（Harvard Medical School）发现一种只发生在神经元中的 DNA 修复机制，有助解释神经元是如何持续执行重要工作的同时，还能保持健康与功能正常。

只存在神经元中的 DNA 修复机制

大脑神经元具备独特的神经可塑性（neural plasticity），能够藉生长和重组改变结构及功能，这种重塑过程部分是透过活化大脑基因转录的新程序来完成，然而科学家发现，这种活跃的转录也附带着严重的代价，促使 DNA 更容易断裂，损害了对细胞功能来说至关重要、制造蛋白质所需的遗传指令。

然而从生物学角度来说，这种行为明显存在矛盾，为了解大脑如何平衡神经元活动的利弊，哈佛团队将注意力转向对神经元有高度特异性的 NPAS4 转录因子，这种转录因子会调节基因表达，在兴奋神经元（excitatory neurons）响应外界刺激时进行抑制与控制。

透过对小鼠模型的一系列实验，团队确定 NPAS4 是一种由 21 种不同蛋白质组成的 NPAS4–NuA4 复合物的一部分，这种复合物会与会与神经元 DNA 上受损严重的位点结合，当复合物成分不再活跃，会发生更多的 DNA 断裂，招募的修复因子也更少。不仅如此，存在复合体的位点也比没有的位点更缓慢的累积突变，同时神经元中缺乏 NPAS4–NuA4 复合物的小鼠寿命明显缩短。

研究人员认为从研究结果来看，NPAS4 在这种新发现的 DNA 修复途径中起著关键作用，可以防止活化神经元在转录过程中可能发生的断裂，这种额外的 DNA 保护层嵌入了神经元对活动的反应中，为神经元执行正常活动与维持健康间的平衡提供了潜在解决方案。