這種名叫原鈣粘蛋白的「身份密碼」在大腦神經網路中究竟是如何形成的？

在我們的大腦中，每個神經細胞表面都分布著一種原鈣粘蛋白，它的不同表達為每個神經細胞造就了獨一無二的「身份密碼」。有了不同的「身份密碼」，神經細胞才能「相認」「相擁」，形成神經網路。記者從上海交通大學的新聞發布會上獲悉，該校系統生物醫學研究院吳強科研團隊破解了這種名叫原鈣粘蛋白的「身份密碼」在大腦神經網路中究竟是如何形成的。

這一研究成果近日在國際著名學術期刊《美國科學院院報》(PNAS)上發表，將對認識複雜精神疾病發病機理產生深遠影響。

人類大腦包含上千億個不同的神經元，而每一個神經元能形成上萬個特異性的突觸連接，它們互相識別、組合，形成約十萬億個神經網路「掌管」適應生存和學習記憶的大腦功能。而令神經細胞互相識別、區分彼此並建立聯繫的「身份密碼」，就是這種分布在細胞膜表面依賴鈣離子的粘附分子——原鈣粘蛋白，原鈣粘蛋白基因家族能夠通過組合表達的方式形成神經細胞的分子多樣性，並決定哪些神經細胞互相連接。

科學家們雖已能識別這種「身份密碼」，但卻對其形成過程知之甚少。吳強教授的科研團隊利用細胞發育系統生物學和基因組學技術，結合遺傳學和生物化學方法，找到了其中兩把神奇的蛋白「鑰匙」—絕緣子結合蛋白CTCF和染色體粘連蛋白Cohesin，從而揭示了不同的神經細胞有不同「身份密碼」的原因。

吳強團隊參與的國際前沿科學研究先前已發現，通過基因敲除或下調原鈣粘蛋白家族可導致神經細胞發育異常、不能區分彼此並誘發凋亡。針對神經細胞「身份證號碼」的進一步深入研究，將有助於人們對複雜神經網路形成機理的理解，並促進對腦腫瘤、精神分裂症、自閉症等大腦疾病發病機制研究。

「以自閉症為例，科學家已經發現在自閉症患兒的神經細胞中，原鈣粘蛋白與常人不同，產生了變異。我們的研究將有助於發現這種蛋白是如何變異為何變異的。」吳強認為，將來科學家或許可以通過遺傳操作控制神經細胞「身份密碼」的產生。

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