你是否曾好奇，为什么孩子学东西快，而成年人却常常感叹“记不住”？这背后，是大脑在不同生命阶段展现出的惊人差异：儿童大脑像一块高度可塑的海绵，而成年后，神经回路则逐渐“定型”，以保持稳定。这种从灵活到稳固的转变，被称为神经可塑性的“关键期”关闭。全球有数亿人受阿尔茨海默病、卒中后遗症等疾病困扰，这些疾病往往伴随着神经可塑性下降或回路失调。如何“重启”成年大脑的可塑性，成为神经科学领域的热点与难点。

近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Astrocyte CCN1 stabilizes neural circuits in the adult brain”的研究报告中，美国索尔克研究所的科学家们带来了突破性发现：大脑中星形胶质细胞分泌的CCN1 蛋白，竟是维持成年大脑神经回路稳定的 “关键锁”。这项研究不仅解答了 “成年大脑如何平衡稳定与可塑性” 的基础科学问题，更为脑损伤修复、神经退行性疾病治疗提供了全新靶点。

长久以来，星形胶质细胞被视为大脑中的 “后勤部队”——它们数量是神经元的 10-50 倍，负责运输营养、清除代谢废物、维持离子平衡，却被认为无法直接调控神经回路功能。

但近年研究彻底颠覆了这一认知：星形胶质细胞的突起会包裹突触，像 “管家” 一样调节神经递质浓度；还能通过分泌信号分子，参与突触的形成与修剪。而这项新研究进一步证实，星形胶质细胞更是成年大脑神经回路的 “稳定指挥官”——它们通过分泌 CCN1 蛋白，主动维持回路连接的完整性。

为揭开 CCN1 的作用，研究团队以小鼠视觉皮层为模型（该脑区的可塑性规律已被充分研究，结论可推广至记忆、运动等其他脑区），结合转录组分析、电生理记录和活体钙成像技术，开展了系统性实验。

首先，他们对比了 “高可塑性关键期”（出生后 28 天，类似人类幼儿期）与 “高稳定性成年期”（出生后 120 天，类似人类成年期）的星形胶质细胞基因表达，发现 CCN1 的表达量在成年期显著升高；而当通过 “暗饲养”（延长可塑性）或 “单眼剥夺”（诱导可塑性）等方式激活大脑可塑性时，CCN1 的表达会明显下降。这一规律提示，CCN1 可能与回路稳定直接相关。

进一步实验更令人惊喜：若在关键期人为让星形胶质细胞过量分泌 CCN1，小鼠的视觉回路会提前 “成熟”——抑制性神经元周围的 “神经周网”（维持抑制性突触稳定的结构）提前形成，少突胶质细胞分化加速（髓鞘形成增多），原本能灵活调整的 “眼优势可塑性” 被显著限制；反之，在成年小鼠中敲除星形胶质细胞的 CCN1 基因，原本稳定的双眼视觉回路会变得 “混乱”——对侧眼响应的神经元比例异常升高，双眼协同响应的神经元减少，甚至髓鞘厚度变薄。

更关键的是，这些小鼠在 “视觉悬崖实验” 中表现出明显的深度感知障碍，说明 CCN1 缺失不仅破坏回路结构，还直接影响正常视觉功能。

原来，CCN1 是一种能结合多种细胞表面受体的 “多功能分子”，尤其能通过与αVβ3/αVβ5 整合素结合，同时调控神经元、少突胶质细胞、小胶质细胞等多种细胞的状态：对兴奋性神经元，它会降低突触前递质释放频率，减少不必要的连接；对抑制性神经元，它促进神经周网形成，增强抑制性突触的稳定性；对少突胶质细胞，它加速其从祖细胞向成熟髓鞘形成细胞分化，保障神经信号高效传导。就像一位 “交通指挥官”，CCN1 通过多维度调节，让神经回路既不 “过度拥堵”（避免异常兴奋），也不 “道路荒废”（维持必要连接）。

那能否用CCN1“重启”大脑可塑性？

这项研究的最大价值，在于为神经系统疾病治疗提供了 “精准调控” 的新思路。以往针对神经可塑性的干预（如深部脑刺激、干细胞移植）常面临 “要么过度激活导致癫痫，要么效果微弱” 的困境，而 CCN1 通路的发现，让 “按需调节” 成为可能。

研究团队指出，CCN1 已成为多种脑病治疗的潜在靶点：对于阿尔茨海默病患者，其大脑中星形胶质细胞功能异常，CCN1 表达可能失衡——要么分泌不足导致回路不稳定（记忆衰退），要么分泌过量加剧突触丢失（神经退行），未来可通过补充或抑制 CCN1，恢复回路平衡；对于卒中患者，研究发现卒中后大脑中 CCN1 会自然上调，可能是机体的 “自我修复尝试”，若能在关键窗口期增强 CCN1 信号，或许能减少神经细胞死亡，促进受损回路重建；甚至对抑郁症、创伤后应激障碍（PTSD）等精神疾病，通过适度抑制 CCN1，可短暂 “打开” 可塑性窗口，帮助重塑异常的情绪相关回路。

鉴定出CCN1能作为小鼠视觉皮层中星形胶质细胞的促稳定因子

更值得期待的是，CCN1 的作用具有 “细胞特异性”—— 它主要通过星形胶质细胞发挥作用，不直接干扰神经元电活动，这意味着基于 CCN1 的治疗可能副作用更小。目前，研究团队已启动为期五年的后续研究，计划开发能穿透血脑屏障的 CCN1 调节剂，并在动物模型中测试其对阿尔茨海默病、卒中的治疗效果。

小结

这项研究最动人的发现，或许是让我们重新理解 “稳定” 的本质——成年大脑的回路稳定并非 “被动僵化”，而是星形胶质细胞通过 CCN1 等分子进行 “主动维护” 的结果。就像一座精密的城市，既需要固定的交通路线保障日常通勤（稳定），也需要预留施工通道应对道路维修（可塑性），而 CCN1 正是平衡二者的 “交通管理系统”。

随着全球老龄化加剧，神经系统疾病负担日益沉重，理解并驾驭大脑的可塑性机制，已成为改善人类健康的重要课题。也许在不久的将来，通过调控 CCN1，我们不仅能帮助卒中患者重新站立、让阿尔茨海默病患者重拾记忆，还能让普通人在成年后依然保持学习新技能的能力，真正实现 “大脑永葆活力” 的愿景。而这一切的起点，正是对星形胶质细胞——这些曾被忽视的 “大脑守护者”的全新认知。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Sancho, L., Boisvert, M.M., Eddy, T. et al.Astrocyte CCN1 stabilizes neural circuits in the adult brain. Nature (2025). doi：10.1038/s41586-025-09770-w