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，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)對應(yīng)關(guān)系，還深度剖析其動力學(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。
（研究團(tuán)隊(duì)供圖）
