一项新研究发现,GABA 能神经元(在中枢神经系统中产生主要抑制性化学信使的神经元)早期发育背后的一些过程,在人类和小鼠之间是一致的。

伦敦国王学院12月10日消息

这项发表在《科学》(Science)杂志上的研究是伦敦国王学院(King’s College London)精神病学、心理学和神经科学研究所 (Institute of Psychiatry, Psychology & Neuroscience ,IoPPN)与几家中国机构的合作。这是对人类中间神经元发育的第一次彻底调查,阐明了人类和小鼠大脑发育之间的重要异同。

研究于2021年12月10日发表在《Science》(最新影响因子:47．728)杂志上

了解控制人类皮质 GABA 能中间神经元生成的机制对人类健康具有重要意义。自闭症和精神分裂症等神经发育疾病至少部分是由遗传变异引起的,因为遗传变异通过影响特定细胞类型的发育方式导致对这些疾病的易感性增加。

研究人员使用单细胞 RNA 测序来描绘神经节隆起(GABA 能中间神经元的起源区域)中细胞多样性的出现。在这样做的过程中,他们发现小鼠和人类大脑的早期发育过程之间存在显著的一致性。

测序使伦敦国王学院IoPPN 发育神经生物学系主任 Oscar Marin 教授和他的同事能够构建人类发育早期中期(相当于妊娠期的 9-18 周)基因表达的时空图谱。

Oscar Marin 教授

端脑是大脑中最大、最发达的部分,其组织和细胞结构在哺乳动物之间基本保持不变,尽管其大小和复杂性在啮齿动物和灵长类动物之间有很大差异。先前的分析表明,构成大脑皮层的细胞在小鼠和人类之间是相对相似的。然而,在小鼠和人类成年大脑中,特定类型的中间神经元的相对比例、组织分布和基因表达模式存在着广泛的差异。

“了解控制人类大脑发育的基本机制非常令人兴奋,并将对我们思考神经发育障碍的方式产生重要影响,” Marin 教授说。

“这项工作阐明了人类 GABA 能神经元的出现,并定义了我们与啮齿动物之间的共性和差异。重要的是,我们的工作使对神经发育障碍的理解达到了新的水平。许多这些疾病具有重叠的遗传学和表型,并且纹状体和皮质 GABA 能神经元的变化在自闭症和精神分裂症中都有强有力的记录。”

研究人员现在希望这项工作将使其他研究能够将神经发育障碍中的基因变异和细胞类型联系起来,从而为个体化治疗带来新的见解和新途径。

这项研究能够进行,要感谢中国国家重点研发计划和惠康基金会的资助。

参考文献

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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