人類大腦發(fā)育的新研究揭示了神經(jīng)發(fā)育障礙

2021-12-13 11:45

一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn),GABA 能神經(jīng)元(在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生主要抑制性化學(xué)信使的神經(jīng)元)早期發(fā)育背后的一些過(guò)程,在人類和小鼠之間是一致的。

倫敦國(guó)王學(xué)院12月10日消息

這項(xiàng)發(fā)表在《科學(xué)》(Science)雜志上的研究是倫敦國(guó)王學(xué)院(King’s College London)精神病學(xué)、心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)研究所 (Institute of Psychiatry, Psychology & Neuroscience ,IoPPN)與幾家中國(guó)機(jī)構(gòu)的合作。這是對(duì)人類中間神經(jīng)元發(fā)育的第一次徹底調(diào)查,闡明了人類和小鼠大腦發(fā)育之間的重要異同。

研究于2021年12月10日發(fā)表在《Science》(最新影響因子:47．728)雜志上

了解控制人類皮質(zhì) GABA 能中間神經(jīng)元生成的機(jī)制對(duì)人類健康具有重要意義。自閉癥和精神分裂癥等神經(jīng)發(fā)育疾病至少部分是由遺傳變異引起的,因?yàn)檫z傳變異通過(guò)影響特定細(xì)胞類型的發(fā)育方式導(dǎo)致對(duì)這些疾病的易感性增加。

研究人員使用單細(xì)胞 RNA 測(cè)序來(lái)描繪神經(jīng)節(jié)隆起(GABA 能中間神經(jīng)元的起源區(qū)域)中細(xì)胞多樣性的出現(xiàn)。在這樣做的過(guò)程中,他們發(fā)現(xiàn)小鼠和人類大腦的早期發(fā)育過(guò)程之間存在顯著的一致性。

測(cè)序使倫敦國(guó)王學(xué)院IoPPN 發(fā)育神經(jīng)生物學(xué)系主任 Oscar Marin 教授和他的同事能夠構(gòu)建人類發(fā)育早期中期(相當(dāng)于妊娠期的 9-18 周)基因表達(dá)的時(shí)空?qǐng)D譜。

Oscar Marin 教授

端腦是大腦中最大、最發(fā)達(dá)的部分,其組織和細(xì)胞結(jié)構(gòu)在哺乳動(dòng)物之間基本保持不變,盡管其大小和復(fù)雜性在嚙齒動(dòng)物和靈長(zhǎng)類動(dòng)物之間有很大差異。先前的分析表明,構(gòu)成大腦皮層的細(xì)胞在小鼠和人類之間是相對(duì)相似的。然而,在小鼠和人類成年大腦中,特定類型的中間神經(jīng)元的相對(duì)比例、組織分布和基因表達(dá)模式存在著廣泛的差異。

“了解控制人類大腦發(fā)育的基本機(jī)制非常令人興奮,并將對(duì)我們思考神經(jīng)發(fā)育障礙的方式產(chǎn)生重要影響,” Marin 教授說(shuō)。

“這項(xiàng)工作闡明了人類 GABA 能神經(jīng)元的出現(xiàn),并定義了我們與嚙齒動(dòng)物之間的共性和差異。重要的是,我們的工作使對(duì)神經(jīng)發(fā)育障礙的理解達(dá)到了新的水平。許多這些疾病具有重疊的遺傳學(xué)和表型,并且紋狀體和皮質(zhì) GABA 能神經(jīng)元的變化在自閉癥和精神分裂癥中都有強(qiáng)有力的記錄。”

研究人員現(xiàn)在希望這項(xiàng)工作將使其他研究能夠?qū)⑸窠?jīng)發(fā)育障礙中的基因變異和細(xì)胞類型聯(lián)系起來(lái),從而為個(gè)體化治療帶來(lái)新的見(jiàn)解和新途徑。

這項(xiàng)研究能夠進(jìn)行,要感謝中國(guó)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和惠康基金會(huì)的資助。

參考文獻(xiàn)

Source:King’s College London

New research on human brain development sheds light on neurodevelopmental disorders

Reference:

Shi Y, Wang M, Mi D, Lu T, Wang B, Dong H, Zhong S, Chen Y, Sun L, Zhou X, Ma Q, Liu Z, Wang W, Zhang J, Wu Q, Marín O, Wang X． Mouse and human share conserved transcriptional programs for interneuron development． Science． 2021 Dec 10;374(6573):eabj6641． doi: 10．1126/science．a(chǎn)bj6641． Epub 2021 Dec 10． PMID: 34882453．

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