我國科學(xué)家揭示調(diào)控大腦新皮層神經(jīng)元空間精細結(jié)構(gòu)排布和環(huán)路組裝的新機制
導(dǎo)言:近日,發(fā)表在《Nature》上題為“Patterned cPCDH expression regulates the fine organization of the neocortex”的研究中,來自清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、清華-IDG/麥戈文腦科學(xué)研究院、生命科學(xué)聯(lián)合中心、生物結(jié)構(gòu)前沿研究中心的研究團隊首次揭示了細胞表面分子(集簇性原鈣粘蛋白)cPCDHs在大腦新皮層興奮性神經(jīng)元中的組合表達呈現(xiàn)規(guī)律性,并且這種規(guī)律性表達調(diào)控新皮層神經(jīng)元的單細胞水平精細空間結(jié)構(gòu)排布和功能神經(jīng)環(huán)路組裝,為深入理解大腦結(jié)構(gòu)和功能提供了全新的分子機制。
哺乳動物大腦新皮層是一個極其復(fù)雜并且高度組織化的結(jié)構(gòu),它占整個大腦體積和質(zhì)量的絕大部分,調(diào)控感知、語言、情感、認(rèn)知等高級神經(jīng)功能。哺乳動物大腦新皮層在發(fā)育過程中,產(chǎn)生數(shù)量龐大且種類繁多的神經(jīng)元,這些神經(jīng)元可以形成特異的神經(jīng)突觸連接,進而組裝成精準(zhǔn)復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),以調(diào)控各種復(fù)雜的行為活動。但是,目前對這些神經(jīng)元的相互識別、空間排布機制仍了解甚少。
近日,發(fā)表在《Nature》上題為“Patterned cPCDH expression regulates the fine organization of the neocortex”的研究中,來自清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、清華-IDG/麥戈文腦科學(xué)研究院、生命科學(xué)聯(lián)合中心、生物結(jié)構(gòu)前沿研究中心的研究團隊首次揭示了細胞表面分子(集簇性原鈣粘蛋白)cPCDHs在大腦新皮層興奮性神經(jīng)元中的組合表達呈現(xiàn)規(guī)律性,并且這種規(guī)律性表達調(diào)控新皮層神經(jīng)元的單細胞水平精細空間結(jié)構(gòu)排布和功能神經(jīng)環(huán)路組裝,為深入理解大腦結(jié)構(gòu)和功能提供了全新的分子機制。
研究人員結(jié)合遺傳學(xué)、神經(jīng)細胞發(fā)育譜系熒光標(biāo)記示蹤、單細胞基因表達深度測序、全腦三維重構(gòu)和神經(jīng)細胞嵌合式的功能性分析等,揭示了cPCDH在神經(jīng)元中的表達新模式,即在大腦新皮層興奮性神經(jīng)元中,cPCDH亞型的組合表達不是隨機的,而呈現(xiàn)與神經(jīng)元發(fā)育史和空間位置緊密關(guān)聯(lián)的表達規(guī)律,進而在單細胞水平調(diào)控神經(jīng)元的精細空間分布和突觸連接。
該項對cPCDH家族在大腦新皮層中的表達和功能的深入研究不僅對認(rèn)識腦結(jié)構(gòu)和理解腦功能極為關(guān)鍵,也為診斷和治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病提供思路和方向。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05495-2
注:此研究成果摘自《Nature》,文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點和立場,僅供參考。
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