对海鞘胚胎的分析揭示了多巴胺能神经元分化的关键分子

筑波大学(University of Tsukuba)的研究人员揭示了海鞘大脑中的两种分子，它们指定了一个类似下丘脑的区域的发育，这也揭示了更复杂的生物大脑的不同部分是如何形成的。

人类脑非常复杂，由各种各样的函数和大约1000亿的区域组成神经元。这种复杂性在理解这个器官及其如何发育方面提出了一个重大挑战，特别是考虑到与人体研究相关的伦理问题。

在一项新的研究中基因和发展日本筑波大学(University of Tsukuba)的一个研究小组开发出了一种新方法，通过创造不同类型的大脑皮层来揭示大脑是如何形成的神经元使用海喷射，这是一种简单的生物，是脊椎动物的前兆。使用这种方法，该团队确定了两种分子，对这种物种脑的形成类似于人类的下丘脑的区域至关重要，这对神经科学领域具有潜在的影响。

海喷是学习的有用模型大脑发育由于它在早期进化阶段呈现了所有脊椎动物的一些基本特征，同时具有仅含有177个神经元的中枢神经系统。研究人员通过对整个胚胎的单个细胞进行RNA的测序来利用这种简单性，揭示了两种分子，PTF1a和Meis对多巴胺能神经元/冠状细胞的出现至关重要，丘脑的简单早期形式。

通讯作者Yasunori Sasakura说:“我们能够对来自海鞘胚胎的大约5000个细胞的RNA进行排序，并通过在它们的表达谱中寻找多巴胺能标记基因来确定我们希望关注的特定神经元。”“其中一个基因Ptf1a只在多巴胺能神经元/冠状细胞中表达，但在其他任何神经元中都没有表达，所以我们随后进一步分析了它。”

该团队表明，阻断该基因的表达导致这些特异性神经元的失效，同时在整个神经系统中表达该基因的异常将大部分神经元转化为这种特定类型。

“然后，我们将表达Ptf1a的细胞分类为不同的亚组，发现那些最完全分化成多巴胺能神经元的细胞也表达了Meis基因，”崛江武夫说。“我们的分析表明，这两种转录因子协同工作，刺激这些神经元的产生，这也对人类下丘脑的形成有重要意义。”

如果没有单细胞RNA测序和基因敲除和过表达等操作的新方法，该团队不可能有这样的发现。这种不同的神经元亚群的产生方式的特征，尽管是在人类下丘脑的一个简单前体中，可以帮助对抗人类疾病多巴胺能比如帕金森病

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