研究人员发现了大脑皮层发育的重要遗传机制
大脑皮层是大脑中最复杂、最重要的结构。它是那些具有人类特征的“高级”功能的神经中枢,比如语言和抽象思维。构成大脑皮层的神经细胞(或神经元)是确保大脑皮层有效运作的关键因素。他们也是许多神经和精神疾病(癫痫、智力迟钝、自闭症、阿尔茨海默病)的目标。
具体来说,大脑皮层的复杂功能依赖于大脑皮层的精确排列神经细胞或神经元,它们被排列成“层”和“列”(图1A)。这种精确的结构为皮层功能提供了基本的基础。过程中,神经细胞呈层状和柱状排列胚胎发育.如果这个过程被打乱,就会发生各种疾病(癫痫、智力迟钝,特别是自闭症综合征)。虽然人们对皮层层的构造机制有了越来越多的了解,但那些控制柱的形成的机制仍然是一个谜。
由Pierre Vanderhaeghen和Jordane Dimidschstein (ULB, WELBIO, IRIBHM和ULB神经科学研究所(UNI))领导的研究团队的工作为皮层结构的发育提供了新的视角。研究小组发现了一种机制大脑皮层神经元在列。这项工作将于2013年9月18日发表在著名杂志上神经元.
使用鼠标大脑皮层作为一个模型,Université libre de Bruxelles (ULB, School of Medicine)的研究人员最初发现,一种名为ephrin-B1的神经细胞信号因子可以起到引导作用,帮助神经细胞从皮层形成柱状(图1B)。研究人员随后观察到,ephrin-B1信号在胚胎发育的非常早期阶段起作用,当时新产生的皮层神经细胞积极地在整个大脑中移动,到达大脑皮层。研究人员发现,正是ephrin信号的水平影响了细胞柱状排列的方式(图1C)。ephriB信号的增加将迫使神经细胞以“紧密的形式”迁移,从而使皮层柱变窄。另一方面,减少ephrin-B信号将使神经细胞更广泛地迁移,从而产生更稀疏的排列柱。
这些进步意义重大。在基本层面上,这项研究将使我们能够更好地理解皮层发育的一个基本但鲜为人知的方面:皮层柱的构建。皮质柱异常在几种不同的神经和精神疾病中均有报道。因此,识别参与这一过程的基因为提高我们对这些情况的理解提供了新的视角。