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复旦大学学者发现灵长类大脑发育的规律

来源:    发布时间:2013-10-24 10:59:49

        新闻中心讯 复旦大学脑科学研究院、复旦大学医学神经生物学国家重点实验室杨振纲教授率领由马通、王琮民和王磊等博士组成的课题组,在国家自然基金委、科技部973项目和国家重点实验室开放课题基金等资助下,经3年多攻关,近日在大脑皮质发育研究方面取得新进展,发现同为灵长类的人类和猕猴的“大脑皮质的抑制性神经元”均起源于胚胎时期的基底神经节隆起部位,而不是科学界长期以来所认为的来源于大脑皮质本身。该成果可能为治疗癫痫和自闭症等类似脑疾病提供新思路和新手段。目前该研究已在线发表在国际知名学术刊物《自然神经科学》(Nature Neuroscience)杂志上。
        据悉,国际神经科学年会11月9日在美国加州召开,为引起国际同行关注,在《自然神经科学》杂志编辑部特意安排下,该论文将出版在最新一期的《自然神经科学》杂志上,这样,来自全球的3万多名与会专家将有机会看到该论文印刷版。
        神经元也称作神经细胞,由上百亿的神经元组成的大脑是人类最复杂的器官,早期的研究发现大脑皮质(即大脑表层)主要由两类神经细胞构成,一类是兴奋性神经细胞,一类是抑制性神经细胞,其中兴奋性神经细胞占80%,抑制性神经细胞占20%。在正常情况下,这两类细胞会互相自我调控,使大脑处于一种兴奋和抑制的动态平衡,一旦这一平衡被打破,就可能导致大脑疾病的发生,譬如抑制性神经细胞发育异常或减少等,就会导致大脑内某一脑区过度兴奋而诱发癫痫,约40%的自闭症儿童常伴有癫痫。
        长期以来,在大脑发育研究领域,一直困扰科学界的问题就是不清楚灵长类大脑皮质的抑制性神经细胞究竟源于何处?因而科学界认为大脑皮质本身可以产生抑制性神经细胞,但杨振纲课题组的最新研究成果却显示:大脑皮质本身几乎不产生抑制性神经细胞。为搞清楚“来源”难题,杨振纲课题组通过观察灵长类胚胎和成年大脑内多种转录因子的表达模式,结合脑片离体培养和实时影像观测等,终于发现大脑皮质抑制性神经元起源于胚胎时期的基底神经节隆起部位。但是该部位远离大脑皮质,抑制性神经细胞是怎么过来的呢?经追根溯源,该课题组发现,原来抑制性神经细胞具有远距离迁移的能力,它们通过“长途跋涉”抵达大脑皮质,最终定居下来,并与兴奋性神经细胞整合后形成神经环路,神经环路“运转”平稳与否,是大脑发挥正常功能的重要基础,也正是这一环路最终起到了维持大脑皮质兴奋和抑制的动态平衡。
        杨振纲课题组揭示的“来源学说”的重要意义在于,使以后的相关研究可以从此类细胞的起源出发地(即胚胎时期的基底神经节隆起部位)获取到产生此类细胞的神经干细胞后进行移植,也就是说,如果把抑制性神经细胞移植到癫痫病灶区,由于此类细胞具有远距离迁移能力,并能够与大脑皮质兴奋性神经细胞形成环路,从而可以对兴奋性神经细胞进行有效的“抑制”,使其不再过度兴奋,达到缓解癫痫、帕金森等脑部疾病症状的目的。据悉,目前该课题组已经在小鼠癫痫模型尝试移植抑制性神经细胞,并已取得一定的疗效。相关深入研究工作正在进行中。
 

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