一类一型nNOS神经元在暴露于压力环境下会大量死亡，导致小鼠脑血流量和电活动下降。
尽管阿尔茨海默病和痴呆等神经退行性脑疾病的精确病因仍 largely 未知，但研究人员已确定患者大脑的关键特征：血流量减少。基于这一基础认知，宾夕法尼亚州立大学研究团队近期发现，一种对焦虑压力极为敏感的稀有神经元似乎负责调节小鼠脑血流并协调神经活动。
研究人员发现，消除这类一型nNOS神经元——其仅占大脑800亿神经元的不到1%，且在过量压力暴露下会死亡——导致小鼠大脑血流量和电活动同步下降，这证明了该神经元类型对包括人类在内的动物大脑正常功能具有重要影响。相关研究成果已于11月11日发表在《eLife》期刊。
宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学教授、项目首席研究员帕特里克·德鲁解释称，尽管大脑任意区域由20多种不同神经元构成，但体感皮层（负责处理身体触觉、温度等感觉输入的区域）中的一型nNOS神经元对刺激脑动脉和静脉"自发性振荡"起着关键作用。
德鲁表示："在大脑中，动脉、静脉和毛细血管通过每几秒的持续扩张与收缩来输送液体，我们称之为自发性振荡。我们实验室先前的研究表明，nNOS神经元对调节脑血流至关重要。在靶向消除这些神经元的特定亚群后，我们观察到振荡幅度显著降低。"
德鲁同时任职于宾夕法尼亚州立大学生物医学工程、神经外科和生物学系。他指出，当小鼠经历精神压力刺激时，这些脆弱神经元极易死亡。尽管其他研究者已将衰老与脑功能衰退及神经退行性疾病风险增加相关联，但关于压力对血流负面影响的研究相对较少。
"我们广泛研究脑血流的调控机制，因其为神经元提供营养和氧气，"德鲁表示，"血流量减少是导致脑功能下降和神经退行性疾病的多重因素之一。虽然已知衰老起主要作用，但慢性压力导致这类稀有神经元损失，可能是尚未被探索的脑健康恶化环境诱因。"
为探究大脑缺失一型nNOS神经元的影响，研究团队向小鼠注射了皂苷素（一种可杀死神经元的毒性蛋白）与特定肽链的混合物。该肽链能识别并附着于一型nNOS神经元释放的特定基因标记，从而区分脑内不同神经元类型。研究人员借此系统性地靶向递送皂苷素，仅消除目标神经元而不损伤其他细胞。德鲁表示，宾夕法尼亚州立大学团队是首个采用此方法靶向此类神经元的研究组。虽然小鼠大脑并非人类大脑的完美模型，但德鲁指出两者在生理层面（包括神经元类型与构成）高度匹配，因此该研究结果很可能适用于人类。
注射后，研究人员记录了脑活动变化及瞳孔扩张、胡须运动等行为表现。据德鲁描述，团队以微米级分辨率观测到脑血管振荡——其精度约为人类头发宽度的百分之一。研究者还通过电极和先进成像技术追踪了脑内电流活动。
德鲁解释称，小鼠不仅表现为血流量减少，全脑神经活动也出现减弱，表明这类一型nNOS神经元在神经元间信息传递中具有重要作用。此外，团队发现睡眠期间血流量和神经活动的下降程度高于清醒状态，提示这些神经元可能在睡眠中支持大脑功能。
德鲁表示，优化该技术将为研究人员提供高效非基因手段，以深入探究一型nNOS神经元及其损失的具体影响。尽管目前尚不能直接建立此类神经元密度降低与阿尔茨海默病及痴呆风险增加的关联，但后续研究将聚焦于神经元损失如何与疾病遗传风险因素相互作用。
宾夕法尼亚州立大学参与该项目的其他研究人员包括：生物学副教授妮可·克劳利；生物工程与生物医学工程博士凯文·特纳；神经科学博士多克塔·布罗克韦；分子细胞与整合生物科学博士凯尔·格赫雷斯；生物医学工程博士生穆罕默德·沙卡瓦特·侯赛因；医学院博士生基思·格里菲斯；分子细胞与整合生物科学博士生丹佛·格林沃特。此外，密歇根州立大学生物分子科学、神经科学与生理学助理教授张庆光也参与了此项研究。
参考文献：特纳 K, 布罗克韦 D, 侯赛因 MS, 等. 一类一型nNOS神经元调控皮层神经活动与血管运动. 纳尔逊 MT, 科尔金 LL, 编. eLife. 2025;14:RP105649.
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