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复旦脑院解云礼课题组在脑皮质发育机制方面取得新进展

  我们的大脑中有近千亿个神经元,这些神经元组成的复杂的神经网络是人脑高级功能,比如认知、意识、语言的基础。在发育过程中,所有神经元都要经过迁移一定距离之后定位于大脑中特定位置,神经元的精确定位对于神经环路的建立至关重要。如果这个过程出现问题,将会导致脑疾病发生。复旦大学脑科学研究院/医学神经生物学国家重点实验室解云礼课题组在脑皮质发育过程中神经元迁移与定位方面取得新进展。研究发现,脑皮质中神经元在皮质中特定位置的维持对神经元功能至关重要。5月7日,该研究以Transcription factor 4 controls positioning of cortical projection neurons through regulation of cell adhesion 为题发表在精神病学权威杂志Molecular Pychiatry。

  皮质的神经元由位于脑室区的神经干细胞发育而来,这些神经元会迁移到皮质特定位置。尽管目前对神经元迁移机制有了一定的了解,但对于神经元迁移到特定位置后是如何维持的尚不清楚。解云礼团队通过构建转基因小鼠动物模型,结合细胞生物学、免疫组织化学染色、脑片培养及成像技术和光遗传技术等,发现自闭症谱系的皮特霍普金斯综合征相关基因TCF4通过调控神经元粘附分子的表达进而调控神经元在皮质中的精确定位。皮特霍普金斯综合征是一种单基因突变导致的罕见病,主要表现为发育迟缓、智力障碍和语言障碍。然而,目前对该疾病的发病机制尚不清楚。研究发现,当皮质神经元中缺失TCF4后,小鼠皮质的上层神经元出现成簇现象,进而导致神经元功能异常。值得一提的是,神经元成簇现象与文献报道自闭症患者脑中存在的神经元异常病理结构非常类似。因此,该研究为了解皮特霍普金斯综合征和自闭症的发病机制提供了新的理论依据。

  该项目得到国家基金委自然基金和科技部重大专项基金支持。该研究工作在通讯作者解云礼研究员指导下完成,论文第一作者为脑科学研究院2017级直博生张燕东,2016级硕士生蔡哲平也做了重要的贡献,同时得到了脑科学研究院顾宇课题组和肖雷课题组支持。解析神经元发育分子机制和发育性脑疾病发生机制是解云礼团队的主要研究方向。

  文章链接:https://www.nature.com/articles/s41380-021-01119-9

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