拜好萊塢電影所賜，現代人對喪屍 (Zombie) 這種怪物並不陌生。幸好現實中沒有電影裡那種死而復活、又會吃人的兇猛怪物！不過近期有研究發現，人體大腦中還真有一群「喪屍基因」，會在人死後才大量表現。研究人員發現在人死後，大腦中某些細胞的基因群會活化，並且細胞的活動也會增加（會伸出長長的觸手！）。而這個發現來自美國伊利諾大學芝加哥分校的研究團隊，並發表在 Scientific Report 期刊上1。
研究團隊發現，新鮮人腦組織中的基因表達模式，和過去的資料有所差異，以往人類腦部組織的研究與實驗，通常是在死亡超過 12 小時才進行的。而這些報告包含正常人和患有神經系統疾病的病患，如自閉症、阿茲海默症、思覺失調等。
研究死後的腦組織，了解神經疾病
目前我們對於自閉症、阿茲海默症和思覺失調等神經疾病的了解，都來自於人死後對其腦組織的研究與實驗（通常是在死亡超過 12 小時的人體上進行）。因為實驗動物的神經疾病模型，往往不能轉譯回人體。因此對死後腦組織的研究，對於尋找這些疾病的治療方法和潛在療法至關重要。
「大多數研究認為，當心臟停止跳動時，大腦中的一切都停止了，但事實並非如此。我們需要更多研究，來解釋人類大腦組織的在死後的變化，只是到現在我們還沒有量化這些變化。」伊利諾大學的神經學家，也是該研究團隊的主持人勒布 (Jeffrey Loeb) 教授說道。
有鑑於發現新鮮腦組織的基因表達模式和已知的報告都不同，勒布和他的團隊決定「模擬」人死後的狀態，並研究死亡後人腦組織的基因表達模式會如何改變。
在研究腦組織方面，勒布和他的團隊有特殊的優勢。勒布是伊利諾大學神經資料庫 (UI NeuroRepository) 的主任，這是一個專門收集神經疾病患者腦組織的大型資料庫。這些患者同意在死後或在治療癲癇等疾病的手術期間，將自己的腦組織捐出並用於研究。例如，在某些治療癲癇的手術中，會切除某些引發癲癇的腦組織。但並非所有切除的組織都會用於病理診斷，有些組織可用於研究，而勒布和其團隊就可以分析並研究這些新鮮腦組織。
死後的腦細胞基因表現會怎麼變化？
研究團隊將最近收集的新鮮人腦組織，置於在室溫下以複製死亡時間的間隔，並觀察腦組織在 0 到 24 小時的基因表達模式，而結果令他們大感意外。
他們發現腦組織的基因依其表現模式，可以分為三大類：
- 第一類基因多是持家基因 (Housekeeping gene)，它們提供基本的細胞功能，在研究中常用來顯示腦組織的品質，它們在 24 小時內的表現量相對穩定。
- 第二類基因存在於神經細胞中，已證明與人類大腦活動（如記憶、思考和神經疾病的發作等）有複雜的關係。它們在人死後數小時內，表現量迅速減少。勒布表示，這類基因對於研究阿茲海默症和思覺失調等神經疾病非常重要。
- 第三類基因即「喪屍基因」，大多在神經膠質細胞中。在神經元基因活動減弱的同時，它們的表現量反而增加，並在人死後大約 12 小時達到頂峰。
雖然「喪屍基因」的活化看似聳動，但勒布表示這類基因和神經膠細胞的活化反倒不讓人意外。畢竟神經膠細胞在大腦內的主要功能，就是進行神經細胞的保護、修復與清除。當大腦死亡後，就會因缺乏養分和氧氣的狀況，讓神經細胞受損。因此在神經細胞受損的同時，神經膠細胞則會快速的活化，伸出它那長長的觸手來試圖保護和修復神經細胞，以試圖繼續維持神經細胞的正常運作（但可惜為時已晚！）。但 24 小時後，這些神經膠細胞也屈服於死亡了。
事實上早在 2017 年時，就有研究團隊用實驗動物（斑馬魚和小鼠）來研究生物死亡後的基因表達模式2。他們發現死後活化的「喪屍基因」主要有幾類：
- 與細胞在遭遇生存壓力時相關
- 與細胞凋亡相關
- 與免疫反應、發炎反應相關
而這個結果也和勒布團隊的發現類似。畢竟生物死亡後，體內的營養與氧含量都會快速減少，而這足以啟動一些跟生存壓力有關的基因活化，也自然會讓多數的細胞走向細胞凋亡。另外，生物死亡後，與生物共生的微生物其平衡也被破壞，會讓「還活著」的免疫細胞攻擊這些微生物，引起發炎和免疫反應。
了解大腦活動，越新鮮越好？
回到這篇研究，勒布表示真正重要的發現在於，大腦活動的相關基因群在人死亡後，其表現量會快速降低。因這群基因有部份也與神經疾病相關，因此這個研究提供了一個很重要的新觀點：若要研究這些與神經疾病相關的基因，最好在死亡後 12 小時內進行。
「這一發現並不意味著我們應該放棄人體組織研究，只是意味著研究人員需要考慮這些基因和細胞變化，並盡可能減少死後間隔時間，以降低這些變化的幅度。好消息是，我們現在知道了哪些基因和細胞類型是穩定的，哪些會減少；哪些會增加。這樣就可以更好地理解相關大腦研究的結果。」勒布如此說道。
關於死亡，有一種說法：「死亡並非結束，而是開始。」
對於人體，還真的是如此。死亡或許是身體某些部分的結束，但同時也是某些故事的開始！
參考資料
- Dachet, F., Brown, J.B., Valyi-Nagy, T. et al. Selective time-dependent changes in activity and cell-specific gene expression in human postmortem brain. Sci Rep 11, 6078 (2021)
- Pozhitkov AE, Neme R, Domazet-Lošo T, et al. Tracing the dynamics of gene transcripts after organismal death. Open Biol. 2017;7(1):160267.
- ‘Zombie’ genes? Research shows some genes come to life in the brain after death: Post-mortem changes may shed light on important brain studies
Ethan
鄭國威 Portnoy
