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第四章討論
本論文主要探討因 Shh 治療而產生的新生成神經細胞是否參與在海馬迴之 學習記憶功能中，從我們染色結果中發現進行情境式物品聯合測試一個半小時後，
可偵測到有百分之七十的已出生三個月神經細胞表現 Arc。在行為後一個半小時 後表現 Arc，代表著新生成神經細胞活化且參與海馬迴之學習記憶功能，這其中 有 83%屬於成熟細胞，以上結果不論在 E-ADX-Shh 組或是 C-ADX-Shh 組，都是這 樣的現象。在之前研究中發現新生成的神經細胞在兩到三週(Livneh & Mizrahi, 2012)或者是一到一個半月大的時候(Ge, Yang, Hsu, Ming, & Song, 2007)，這 段時間新生成的神經細胞特別具有可塑性。如果在這特別的時間範圍給予豐富環 境的經驗催化後，更能幫助新生成神經細胞從這些經歷產生高突觸可塑性，當突 觸具有高可塑性可以強化記憶。從 PSD-95(postsynaptic density protein 95) 蛋白觀察後突觸的變化做觀察，的確在經過豐富環境後新生成的神經細胞有 較多數目的突觸，而且相對於在一般鼠籠環境的老鼠，這些受外界刺激所新生成 的突觸是非常穩固的，穩固的突觸使這些經驗變為長期記憶，當面臨相類似的事 件時，這些神經細胞能快速回憶起過去的經驗，也就是那些經歷讓新生成神經細 胞更具有可塑性(Livneh & Mizrahi, 2012)。我們的實驗在顆粒細胞已經大量死 亡的老鼠給予 Shh 以刺激新神經細胞生成，而在新生成神經細胞生長過程，我們 將老鼠放置在豐富環境下十週，涵蓋了影響新神經細胞可塑性的重要時間點（兩 到三週或者是一到一個半月大），而在最後學習記憶行為表現上，的確觀察到這 些原本情節式記憶有問題的老鼠恢復海馬迴功能，與正常老鼠的學習記憶是沒有 差異的，所以這些新生成神經細胞有高度的可塑性。另外從 LTP 的實驗也發現這 段特別時間點具有特別意義，利用全細胞膜片箝制（whole-cell patch-clamp）
偵測一到一個半月大之新生成神經細胞的 EPSPs，觀察到新生成神經細胞可以快 速被誘導出高強度的 LTP，而且誘導 LTP 的閾值（threshold）降低，表示著新 生成神經細胞具有可塑性(Ge et al., 2007)。新生成神經細胞擁有特別的可塑
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性，有實驗指出當過度表達谷氨酸受體-NR2B 會增強 LTP，新生成神經細胞產生 較大的 LTP 是因為新生成神經細胞生長過程中突觸表現 NR2B(Ge et al., 2007)。
在齒狀迴之顆粒細胞下區所新生成的神經細胞，在生長過程中未成熟的神經細胞 會慢慢移動到顆粒細胞層，將樹突（dendrites）往海馬迴的分子層（molecular layer）延伸，軸突（axon）投射到 CA3(如附圖)(Konefal, Elliot, & Crespi, 2013)，中間過程有大量的谷氨酸突觸對新神經細胞傳入興奮訊號，使新神經細 胞產生動作電位（action potentials），而新神經細胞會融入原本存在的神經網 絡(Esposito et al., 2005; Faulkner et al., 2008; Ming & Song, 2011)。
當新生成神經細胞進入到那段特別可塑性時期時，對新生成神經細胞所傳送的訊 號皆為谷氨酸(Ming & Song, 2011)，可能是因為此時大量的谷氨酸訊號傳入，
刺激新生成神經細胞而表現 NR2B，而增強 LTP 使新神經細胞之突觸具可塑性。
(Konefal et al., 2013) 我們觀察到對 ADX 老鼠給予 Shh 必須在豐富環境下才有看到 Shh 刺激神經新 生的效果，從學習記憶之行為部份，在一般鼠籠環境下給予 Shh 組的行為表現與 一般鼠籠環境 ADX 組並無差異。相反地看到在豐富環境下給予 Shh 組的 ADX，行 為表現與 Sham 一樣，是有達到恢復的效果，同樣情形在 BrdU、Arc、NeuN 免疫 螢光染色中有觀察到 E-ADX-Shh 組和 E-Sham 組在成熟之新神經細胞的數量是一 樣的，所以豐富環境所提供的”生存”能力對於新生成神經細胞是非常重要。有 文獻指出當老鼠年紀大所帶來的學習記憶能力下降，利用豐富環境可以降低年紀 大對認知的影響(Harati et al., 2011)，而在我們的實驗一樣發現豐富環境可
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以讓有 shh 處理的 ADX 老鼠在物品與情境聯合試驗上與沒有經過 ADX 的老鼠表現 一樣好，但是若只有待在豐富環境而未經 shh 處理則沒有效果。我們利用豐富環 境除了讓新神經細胞生存下來以外可能會增加樹突的分支和突觸新生，神經滋養 因子的量增加，改變神經傳遞物質的系統(Harati et al., 2011)，而豐富環境 也會增加新生成神經細胞併入海馬迴的神經網絡中(Valero et al., 2011)。長 期 的 豐 富 環 境 改 變 突 觸 可 塑 性 對 成 熟 大 腦 造 成 長 久 的 影 響 (Buschler &
Manahan-Vaughan, 2012)，呼應前面提到新神經細胞具有可塑性，在我們的實驗 中有可能經由豐富環境對新神經細胞帶來多方面的刺激，使這些新神經細胞具有 可塑性。
從染色結果觀察，從成熟的新生成神經細胞有活化的比例（圖十）、未成熟 的新生成神經細胞有活化的比例（圖十七），發現在 Shh 誘發下所長出來的新神 經細胞在進行情境學習後，不論齒狀迴的總成熟神經細胞之多寡，皆會有固定比 例的新生成成熟神經細胞參與該學習記憶，暗示在某一時間點下，神經網路會對 單一事件做比例分配，預留一些未反應的神經細胞去應付未來可能發生的事件。
在計數未成熟之新生成神經細胞的結果時，我們每一組別目前只先計數三隻，
在統計結果我們看到 E-ADX-Shh 組與 E-ADX 組的 p 值為 0.06 未達顯著差異，可 能是因為我們樣本數目只有三，如果增加樣本數目，預期在未成熟之新生成神經 細胞參與行為的細胞數 E-ADX-Shh 組顯著高於 E-ADX 組。
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