如何从细胞层面揭示大脑发育与疾病的秘密？
2024-10-20 10:00:03 发布
澳大利亚科学家们在《细胞》杂志上发布了一项开创性研究，他们绘制了全球首张详尽的人类脑细胞基因活动变化图谱，覆盖了从胎儿期到成年期的各个阶段。这项研究由哈里·珀金斯医学研究所和西澳大利亚大学的科学家们携手完成，揭示了前额叶皮层中不同脑细胞基因活性的演变过程，以及调控这些变化的关键细胞因子。
此前，研究团队已经收集了大量关于人类大脑发育过程中表观基因组变化的数据。而这项新研究则进一步深入，专注于基因活动本身及其调控机制如何随着个体成熟而演变。人脑由数十亿个具有独特功能的细胞组成，这些细胞的成熟过程可能延续至30岁。
在这一漫长而复杂的成熟过程中，人的认知能力得以萌发、发展并不断进步。成人的大脑与儿童、幼儿乃至新生儿的大脑相比，存在显著差异。这些差异的根源在于大脑细胞的动态变化，包括细胞迁移、生长、连接形成和信息交流。而所有这些过程都依赖于对基因活动的精确控制和适时调节，新研究提供的图谱正是这一领域的第一份详细参考。
研究团队从正常死亡的个体中获取了脑组织样本，并运用尖端技术以单细胞分辨率绘制了基因活动图谱，追踪了人脑发育和衰老过程中每种细胞类型的基因活动。研究还发现，不同的神经和精神疾病，如自闭症谱系障碍或精神分裂症，往往在大脑发育的特定阶段显现，而这些阶段的细胞基础现在已得到更清晰的阐释。
这项新的图谱不仅有助于我们更深入地理解大脑疾病，还能改进脑细胞模型，为疾病建模和新药发现提供支持。由于大多数影响大脑的疾病是随时间逐渐发展的，这项研究的发现还可能使科学家们能够在疾病出现之前进行识别，实现更早期的干预。