鼩鼱季节性脑萎缩由水分流失引发而非细胞死亡

Rare seasonal brain shrinkage in shrews is driven by water loss, not cell death | EurekAlert!

鼩鼱是少数具有可逆脑体积变化能力的哺乳动物之一。这种被称为"德恩尔现象"的季节性循环机制已困扰科学界数十年——脑组织如何在不造成永久损伤的情况下实现体积缩减与再生？

德国马克斯·普朗克动物行为研究所利用非侵入性MRI技术，对经历脑萎缩的鼩鼱进行扫描，发现关键分子正是水分。第一作者塞西莉亚·巴尔多尼博士指出："鼩鼱脑组织在萎缩期间损失9%体积，但细胞并未死亡，而是发生了水分流失。"

通常脑细胞脱水会导致损伤甚至死亡，但在鼩鼱中却呈现相反结果。巴尔多尼补充道："细胞不仅存活，数量还出现增加。"这项发现为神经退行性疾病治疗开辟新路径。丹麦奥尔堡大学约翰·尼兰教授指出："鼩鼱脑萎缩特征与阿尔茨海默症、帕金森症患者高度相似，但存在根本区别。"

研究发现水通道蛋白4（AQP4）在鼩鼱脑细胞水分调节中发挥关键作用。值得注意的是，该蛋白在人类脑病患者的病变组织中同样呈现高表达。尼兰教授强调："这种可逆性脑萎缩机制为医学提供了独特的生物模型，下一步是研究其脑再生过程，探索启发人类脑损伤修复的可能。"

揭秘脑萎缩机制

德恩尔现象目前仅在欧洲鼹鼠、鼬类和某些鼩鼱中发现。作为研究最充分的物种，普通鼩鼱在夏季到深冬期间脑体积缩小，次年春季恢复。这种可逆性脑可塑性被认为帮助其在食物匮乏时节能。马克斯·普朗克研究所迪娜·德希曼指出："这种比拇指还小的哺乳动物必须每几小时进食一次。"

研究团队对德国野外捕捉的普通鼩鼱进行夏季和冬季脑部MRI扫描。弗莱堡大学多米尼克·冯·埃尔韦尔福特教授领导的影像技术，使科学家能无创观察活体动物季节性脑变化，并通过显微镜对比不同季节的脑组织细胞数量。

鼩鼱的生存策略

研究显示，冬季脑体积平均减少9%，主要源于细胞水分流失。当观察不同脑区时发现非均匀收缩现象，这解释了生态学悖论：动物如何在脑体积缩小状态下维持生存。巴尔多尼解释："鼩鼱冬季仍需觅食和逃避天敌，其脑部调节机制类似房屋供暖——保持核心区域运作，降低非必要区域能耗。"

神经影像结果显示，多数脑区呈现细胞内水分减少、细胞外水分增加的一致性变化，但新皮层和小脑维持更稳定的水分平衡。尼兰教授对比指出："这相当于阿尔茨海默症患者10%的脑萎缩程度，但鼩鼱却保持正常功能。"

医学应用前景

多发性硬化、帕金森、肌萎缩侧索硬化和阿尔茨海默症均伴随水分流失引发的脑体积萎缩，但人类病情呈单向恶化。尼兰强调："鼩鼱模型为逆转脑萎缩研究提供了前所未有的机会。"研究团队计划深入研究冬季到春季的脑再生阶段，期望发现神经修复的关键机制。

"拥有能帮助治疗不治之症的模型动物，这是最令人振奋的科学方向。"尼兰教授总结道。该研究既解释了罕见生态适应机制，也为神经疾病治疗带来突破性启示。

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