人類大腦發育的新研究揭示了神經發育障礙

人類大腦發育的新研究揭示了神經發育障礙

2021-12-13 11:45

一項新研究發現,GABA 能神經元(在中樞神經系統中產生主要抑制性化學信使的神經元)早期發育背后的一些過程,在人類和小鼠之間是一致的。

倫敦國王學院12月10日消息

這項發表在《科學》(Science)雜志上的研究是倫敦國王學院(King’s College London)精神病學、心理學和神經科學研究所 (Institute of Psychiatry, Psychology & Neuroscience ,IoPPN)與幾家中國機構的合作。這是對人類中間神經元發育的第一次徹底調查,闡明了人類和小鼠大腦發育之間的重要異同。

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

了解控制人類皮質 GABA 能中間神經元生成的機制對人類健康具有重要意義。自閉癥和精神分裂癥等神經發育疾病至少部分是由遺傳變異引起的,因為遺傳變異通過影響特定細胞類型的發育方式導致對這些疾病的易感性增加。

研究人員使用單細胞 RNA 測序來描繪神經節隆起(GABA 能中間神經元的起源區域)中細胞多樣性的出現。在這樣做的過程中,他們發現小鼠和人類大腦的早期發育過程之間存在顯著的一致性。

測序使倫敦國王學院IoPPN 發育神經生物學系主任 Oscar Marin 教授和他的同事能夠構建人類發育早期中期(相當于妊娠期的 9-18 周)基因表達的時空圖譜。

Oscar Marin 教授

端腦是大腦中最大、最發達的部分,其組織和細胞結構在哺乳動物之間基本保持不變,盡管其大小和復雜性在嚙齒動物和靈長類動物之間有很大差異。先前的分析表明,構成大腦皮層的細胞在小鼠和人類之間是相對相似的。然而,在小鼠和人類成年大腦中,特定類型的中間神經元的相對比例、組織分布和基因表達模式存在著廣泛的差異。

“了解控制人類大腦發育的基本機制非常令人興奮,并將對我們思考神經發育障礙的方式產生重要影響,” Marin 教授說。

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

研究人員現在希望這項工作將使其他研究能夠將神經發育障礙中的基因變異和細胞類型聯系起來,從而為個體化治療帶來新的見解和新途徑。

這項研究能夠進行,要感謝中國國家重點研發計劃和惠康基金會的資助。

參考文獻

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．abj6641． Epub 2021 Dec 10． PMID: 34882453．

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