大腦中有興奮性神經(jīng)元，也有負(fù)責(zé)“剎車”的抑制性神經(jīng)元。然而，人腦如何生成抑制性神經(jīng)元庫(kù)，始終是未解之謎。1月16日，《科學(xué)》刊載了一項(xiàng)突破性研究：清華大學(xué)米達(dá)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院朱蘭院士團(tuán)隊(duì)，系統(tǒng)鑒定出人類大腦中一種全新的神經(jīng)干細(xì)胞類型，其能在胚胎期持續(xù)產(chǎn)生抑制性神經(jīng)元，供應(yīng)大腦發(fā)育所需。
論文通訊作者、清華大學(xué)副教授米達(dá)介紹，該類細(xì)胞在特定時(shí)間、特定空間中的命運(yùn)受到?jīng)Q定機(jī)制的調(diào)控。為了找到它們，團(tuán)隊(duì)聚焦內(nèi)側(cè)神經(jīng)節(jié)隆起腦區(qū)，對(duì)人類妊娠第9周到第39周內(nèi)側(cè)神經(jīng)節(jié)隆起完整發(fā)育過程中的細(xì)胞群體進(jìn)行摸底式“排查”。
作為在人類妊娠期中發(fā)揮作用的干細(xì)胞，它們并不存在于成年人體中。團(tuán)隊(duì)在女性生殖道發(fā)育解剖的基礎(chǔ)上，基于獲知情同意的胚胎尸檢建立了大腦動(dòng)態(tài)發(fā)育的精細(xì)解剖體系，利用先進(jìn)的空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)以及譜系分析手段，捕捉到這類全新神經(jīng)干細(xì)胞，并將其命名為腦室下區(qū)放射狀膠質(zhì)細(xì)胞（SVZ RGC）。
團(tuán)隊(duì)不僅勾勒出人類內(nèi)側(cè)神經(jīng)節(jié)隆起發(fā)育過程中空間位置高度區(qū)隔化的“祖細(xì)胞域”與神經(jīng)元譜系間的強(qiáng)對(duì)應(yīng)關(guān)系，還深度剖析其動(dòng)力學(xué)特性，再現(xiàn)了全新干細(xì)胞持續(xù)、多樣化地生成各亞型抑制性神經(jīng)元的過程。
據(jù)介紹，該細(xì)胞類型存在于靈長(zhǎng)類中，在小鼠中未見同源類型。新型細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)表明，人腦無與倫比的復(fù)雜性，不僅源于神經(jīng)元數(shù)量增多、神經(jīng)結(jié)構(gòu)的等比放大，還在于不同神經(jīng)干細(xì)胞與神經(jīng)元類型演化促成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在微觀結(jié)構(gòu)與宏觀功能上的重大重構(gòu)。
中國(guó)科學(xué)院院士張旭認(rèn)為，這項(xiàng)研究系統(tǒng)刻畫了人類大腦抑制性神經(jīng)元產(chǎn)生與多樣性形成的核心規(guī)律，從發(fā)育邏輯上解釋了為何人類等高等靈長(zhǎng)類具備如此高比例與豐富多樣性的抑制性神經(jīng)元。研究也為未來定向誘導(dǎo)特定類型抑制性神經(jīng)元進(jìn)行細(xì)胞治療提供了重要理論依據(jù)。
中國(guó)科學(xué)院院士時(shí)松海表示，研究填補(bǔ)了人類大腦抑制性神經(jīng)元擴(kuò)增機(jī)制的理論空白，完善了大腦皮層進(jìn)化的理論框架，表明人類大腦皮層擴(kuò)張并非簡(jiǎn)單放大舊有結(jié)構(gòu)，而是由兩類進(jìn)化上獨(dú)特的神經(jīng)干細(xì)胞精密協(xié)同驅(qū)動(dòng)。
（研究團(tuán)隊(duì)供圖）
