復旦大學解雲禮課題組在神經幹細胞參與腦發育機制研究方面取
人腦是最複雜和重要的器官之一。哺乳動物的大腦中含有上千萬甚至上百億個神經元，而神經元是神經系統最基本的結構和功能單位，由這些神經元組成的複雜神經元網路是完成腦功能的重要基礎。
令人驚訝的是，這麼大數目的神經元是在人體胚胎髮育時，由數量相對較少的神經幹細胞分化而成。復旦大學腦科學研究院、醫學神經生物學國家重點實驗室解雲禮課題組在神經幹細胞參與腦發育機制研究方面取得新進展，研究發現神經幹細胞在胚胎腦中的精確定位對腦的正常發育發揮重要作用。該研究成果以《組蛋白去乙醯化酶1和2調控神經元前體細胞的精確定位確保腦正常發育》（「HDAC1 and HDAC2 regulate intermediate progenitor positioning to safeguard neocortical development」）為題，近日在線發表在神經科學權威期刊《神經元》（Neuron）雜誌上。
在小鼠腦中，興奮性神經元由至少兩類神經幹細胞分化而來，他們分別是放射狀前體細胞和中間前體細胞。這兩類細胞分別位於胚胎期腦皮質特定的位置，位於腦室區的放射狀前體細胞既可以通過對稱性分裂進行幹細胞庫的擴增，又可以通過不對稱性分裂分化為神經元或另一類神經前體細胞——中間前體細胞，而位於亞腦室區的中間前體細胞可以通過對稱性分裂生成神經元。這些神經幹細胞分化的神經元最終構成了複雜的腦功能神經網路。目前對神經幹細胞的空間分布，尤其是中間前體細胞的空間分布，在腦發育中的作用還不清楚。
解雲禮團隊通過構建轉基因小鼠動物模型，結合細胞生物學、免疫化學和遺傳學等技術手段，發現中間前體細胞在胚胎腦發育早期必須精確定位於背側皮質亞腦室區才能保證大腦正常發育。研究表明，中間前體細胞定位紊亂可導致腦發育異常，進而出現小頭畸形癥狀。而分子機制研究表明，中間前體細胞定位是由表觀遺傳因子組蛋白去乙醯化酶1和2在時間和空間上進行精確調控的。
「神經幹細胞的增殖與分化必須經過嚴格的調控，從而確保在特定的時間、特定的位置生成特定數量的神經元，大腦的正常發育才能得以維持，如果調控過程出現問題，大腦的發育就會受到影響並可能導致腦疾病的發生。」解雲禮教授解釋說。該研究不僅闡述了神經幹細胞在腦發育中新的作用機制，而且對了解發育性腦疾病的發生機制提供了新的思路。
該項目得到國家基金委自然基金和科技部重大專項基金支持。該研究工作在通訊作者解雲禮指導下完成，論文第一作者為腦科學研究院2017級博士研究生唐湉翔。神經幹細胞在腦發育過程中的作用以及相關發育性腦疾病分子機制的解析是解雲禮團隊的主要研究方向。
打開今日頭條，查看更多圖片
組蛋白去乙醯化酶1和2在小鼠腦中條件性敲除後導致中間前體細胞（紅色）滯留在腦室區，進而導致皮質發育紊亂。
（來源：中國日報上海分社）
TAG:今日科學 |