中科院研究人员揭示人类大脑皮层沟回折叠新机制

日期: 2017年10月16日


    

导读:近期,中国科学院生物物理研究所王晓群课题组与北京大学汤富酬课题组、首都医科大学安贞医院张军课题组合作,在 Cell Stem Cell 上发文阐述了课题组前期研究发现的脑皮层形成过程中独特的神经干细胞亚型 oRG 细胞参与人类大脑皮层沟回形成的细胞与分子新机制。今天,赛业小编为您推荐“中科院研究人员揭示人类大脑皮层沟回折叠新机制”,详情请看:

  

“小鼠神经系统中表达
小鼠神经系统中表达 TMEM14B 诱导大脑皮层增厚和沟回产生的机制


10 月 12 日,中国科学院生物物理研究所王晓群课题组与北京大学汤富酬课题组、首都医科大学安贞医院张军课题组合作,在 Cell Stem Cell 上在线发表了题为 The primate-specific gene TMEM14B marks outer radial glia cells and promotes cortical expansion and folding 的研究论文。论文阐述了课题组前期研究发现的脑皮层形成过程中独特的神经干细胞亚型 oRG 细胞参与人类大脑皮层沟回形成的细胞与分子新机制。


哺乳动物的大脑皮层是复杂认知行为的控制中心,人类大脑皮层上复杂的沟回折叠以及巨大的神经元数量赋予了我们高级的逻辑思维能力和语言能力。大脑新皮层的进化和物种间智力的差异有重要的联系,不同物种的大脑皮层在表面积的大小和沟回的复杂度上差异显著。人类的基因组虽然和黑猩猩有 98.5% 的相似度,然而人类的脑容量却是黑猩猩的三倍。大脑皮层神经元数量的增加依赖于神经干细胞亚型的多少以及生成神经元的效率。非人灵长类动物和人的大脑皮层相比于较低等的动物(如啮齿类)的区别在于出现了非常大的脑室下区 Subventricular Zone (SVZ),包含内侧的、靠近脑室的 ISVZ 和外侧的、靠近软脑膜的 OSVZ。OSVZ 区域中存在一类特殊的神经干细胞亚型——外侧辐射状胶质细胞(oRG 细胞)。该类神经干细胞亚型的出现有进化的基础,2011 年,王晓群在 Nature Neuroscience 上以封面文章的形式报道了该类神经干细胞亚型少量存在于啮齿类动物脑中。


王晓群课题组在此工作基础上,通过与汤富酬课题组和张军课题组的合作,利用单细胞深度测序技术筛选出了人脑 oRG 细胞特异表达的基因 TMEM14B。条件性过表达 TMEM14B 在小鼠的神经系统中促进小鼠大脑皮层多种神干细胞亚型数量的增多。小鼠出生后表现出大脑皮层表面积变大、皮层增厚的现象,并伴有有沟回的形成。研究发现,TMEM14B 作为一个膜蛋白,通过调节结合蛋白 IQGAP1 的磷酸化水平来促使 IQGAP1 蛋白入核,从而加速了神经干细胞的分裂周期。研究不仅揭示了神经干细胞 oRG 的特征分子,也阐明了大脑皮层增大增厚以及折叠的细胞和分子机制。


研究工作由中科院生物物理研究所、北京大学和首都医科大学安贞医院合作完成,并受到了科技部、自然基金委、中科院、上海脑智工程和英国皇家学会等的资助,相关技术已申请发明专利。


来源:中国科学院官网——由赛业生物科技有限公司转载发布

  

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