医学院孙涛教授团队在“Nature Neuroscience”发表人类大脑发育重要论文

作者:周莹莹      单位:医学院 发布时间:2021-11-08

大脑是人体最复杂的器官之一,仅大脑皮层就含有约140亿个神经元。科学界长期探究的一个热点问题是:在人类胚胎发育过程中,上百亿的神经元是怎样准确生成并形成复杂的神经回路?

11月4日,华侨大学医学院、精准医疗研究中心孙涛教授团队在“Nature Neuroscience”(影响因子24.88)在线发表了题为“Interneuron origin and molecular diversity in the human fetal brain”的研究论文,系统阐述了人类胚胎大脑中间神经元的发育规律。

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人类大脑的中间神经元来自于皮层下(subpallium)区域,通过径向迁移到达大脑皮层。为了探究大脑中间神经元的起源和细胞多样性,孙涛教授团队运用单细胞RNA测序(single-cell RNA-seq)及原位测序(in situ sequencing)技术,系统地揭示了人类胚胎大脑不同发育阶段,中间神经元的起源和特异分子标记。人类胚胎大脑的皮层下区域由内侧、外侧和尾侧神经节隆起(MGE、LGE和CGE)组成。他们发现:尽管发布在MGE、LGE和CGE的中间神经元前体细胞(interneuron precursor)表达各自特异的基因,但拟时序分析显示它们均来自相同的神经祖细胞群。进一步地,中间神经元前体细胞内特异的基因表达组合,包括转录因子,决定了中间神经元在人类胚胎大脑皮层下区域中精确的解剖学位置,也同时确定了中间神经元发育的时间顺序。这说明中间神经元在时间和空间上的命运特征,是由准确的基因表达组合同时调控的。更有趣的是,孙涛教授团队发现,尽管人类成年大脑皮层中间神经元类型多样,这些中间神经元的基因表达特征,已经在胚胎发育早期被确定并维持下来了。

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综合上述,孙涛教授团队的研究表明,人类胚胎大脑中间神经元的多样性,是由精确的基因表达组合确定的。成年大脑的中间神经元的细胞命运,早在胚胎期,就已经被决定了。由于焦虑症、抑郁症、自闭症和精神分裂症与中间神经元异常发育密切相关,这项研究为我们进一步探寻精神类疾病的发病机理,提供了新思路。

华侨大学医学院硕士研究生喻苑、博士研究生曾志伟为该论文的并列第一作者,孙涛教授为论文的唯一通讯作者。集美大学、泉州第一医院和泉州中医院等单位参与了合作。

文章链接:https://www.nature.com/articles/s41593-021-00940-3


(编辑:吴江辉)