神經(jīng)元十字路口：解碼大腦發(fā)育

研究揭示了蛋白質(zhì)如何引導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞前體轉(zhuǎn)變?yōu)閷ｉT的神經(jīng)元。

大腦發(fā)育是一個(gè)高度協(xié)調(diào)的過(guò)程，涉及許多并行和連續(xù)的步驟。其中許多步驟取決于特定基因的激活。馬克斯·普朗克生物智能研究所的 Christian Mayer 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，一種名為 MEIS2 的蛋白質(zhì)在此過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用：它激活形成抑制性投射神經(jīng)元所需的基因。這些神經(jīng)元對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制和決策至關(guān)重要。嚴(yán)重智力障礙患者的 MEIS2 突變被發(fā)現(xiàn)會(huì)破壞這些過(guò)程。這項(xiàng)研究為大腦發(fā)育和基因突變的后果提供了寶貴的見解。

神經(jīng)細(xì)胞發(fā)育

神經(jīng)細(xì)胞是交織的家庭關(guān)系的一個(gè)典型例子。形成大腦的特殊細(xì)胞有數(shù)百種不同類型，所有這些細(xì)胞都是由一組有限的廣義祖細(xì)胞(它們的不成熟的“父母”)發(fā)育而來(lái)。在發(fā)育過(guò)程中，單個(gè)祖細(xì)胞中僅激活一組特定的基因。激活基因的精確時(shí)間和組合決定了細(xì)胞將采取的發(fā)育路徑。在某些情況下，表面上相同的前體細(xì)胞發(fā)育成截然不同的神經(jīng)元。在其他情況下，不同的前體細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生相同的神經(jīng)細(xì)胞類型。

其復(fù)雜性令人震驚，并且在實(shí)驗(yàn)室中不容易解開。盡管如此，克里斯蒂安·梅耶爾和他的團(tuán)隊(duì)還是開始這樣做。他們與慕尼黑和馬德里的同事一起，為我們對(duì)神經(jīng)元發(fā)育的理解添加了另一個(gè)拼圖。

抑制細(xì)胞關(guān)系

科學(xué)家們研究了產(chǎn)生神經(jīng)遞質(zhì) GABA 的抑制性神經(jīng)元的形成，眾所周知，GABA 細(xì)胞表現(xiàn)出廣泛的多樣性。在成人大腦中，抑制性神經(jīng)元可以局部起作用，也可以將長(zhǎng)距離軸突延伸到遠(yuǎn)程大腦區(qū)域。局部連接的“中間神經(jīng)元”是皮質(zhì)回路的一個(gè)組成部分，相互連接皮質(zhì)神經(jīng)元。另一方面，遠(yuǎn)程“投射神經(jīng)元”主要分布在皮質(zhì)下區(qū)域。它們有助于激發(fā)行為、獎(jiǎng)勵(lì)學(xué)習(xí)和決策。中間神經(jīng)元和投射神經(jīng)元這兩種類型都起源于發(fā)育中大腦的同一區(qū)域。從這里，新生神經(jīng)元遷移到它們?cè)诖竽X中的最終位置。

Christian Mayer 和他的團(tuán)隊(duì)使用條形碼方法追蹤前體細(xì)胞和年輕抑制性神經(jīng)元之間的家族關(guān)系。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前體細(xì)胞“決定”是否應(yīng)該轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g神經(jīng)元或投射神經(jīng)元時(shí)，一種名為 MEIS2 的蛋白質(zhì)發(fā)揮著重要作用：MEIS2 協(xié)助細(xì)胞機(jī)制激活前體細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)橥渡渖窠?jīng)元所需的基因。投射神經(jīng)元。

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