祝賀上海生命科學研究所文章在eLife 雜志上發(fā)表成功！

智力的進化與哺乳動物大腦新皮層的增厚息息相關，這個過程離不開皮層神經(jīng)元數(shù)量的增加。皮層神經(jīng)元的增加源于神經(jīng)發(fā)生時程變長以及神經(jīng)干細胞和前體細胞的增殖能力的增強；與此平行的大腦皮層通過形成溝回讓有限的顱骨空間內(nèi)表面積進一步增大。近期的跨物種研究顯示靈長類皮層在亞腦室外區(qū)（OSVZ）進化出新的神經(jīng)發(fā)生區(qū)，此區(qū)域包含大量的具有增殖能力的基底神經(jīng)祖細胞（BPs）以及神經(jīng)元。然而BP細胞的產(chǎn)生和皮層溝回之間的因果關系仍然不明。

中國科學院上海生命科學研究院神經(jīng)科學研究所羅振革研究組于8月9日在eLife 雜志上發(fā)表了一篇題為《類人類特異基因TBC1D3促進小鼠皮層基底神經(jīng)前體細胞產(chǎn)生及溝回形成》的文章。

　　基因拷貝數(shù)的增加在大腦進化過程中起到至關重要的作用，尤其是人類特異基因的拷貝數(shù)增加可能會對皮層溝回的復雜化產(chǎn)生影響。人特異基因TBC1D3在人類進化時發(fā)生了拷貝數(shù)的增加，但是其對大腦發(fā)育的影響至今沒有得到系統(tǒng)的研究分析。羅振革組的研究人員發(fā)現(xiàn)通過胚胎電轉的方法在小鼠大腦皮層表達TBC1D3可以促進皮層腦室區(qū)放射狀膠質(zhì)神經(jīng)干細胞（vRGs）從腦室的遷離，在亞腦室及其外側皮層形成一類新的可以自我更新的神經(jīng)祖細胞，這類祖細胞具有與靈長類大腦*的亞腦室外區(qū)（oSVZ）放射狀膠質(zhì)神經(jīng)干細胞（oRGs）相似的形態(tài)和分裂行為，而這類oRG細胞被認為對進化中大腦皮層的增厚及溝回的復雜化起重要作用。此外，在培養(yǎng)的人類大腦切片中下調(diào)TBC1D3基因的表達能夠降低oRG細胞的產(chǎn)生。值得關注的是，無論是在小鼠胚胎電轉還是在轉基因小鼠中局部的oRG擴增都經(jīng)常會引起皮層相應區(qū)域形成溝回。綜述，該研究發(fā)現(xiàn)并確認了這種可以調(diào)控oRG產(chǎn)生進而調(diào)節(jié)皮層擴增與溝回形成的人特異基因。此研究中構建的轉基因小鼠為研究皮層溝回與大腦功能的提供了一種可行工具。

　　此項研究主要是由羅振革組的研究生居相春和侯瓊瓊共同完成，同時獲得了中科院內(nèi)外多名研究人員的幫助。該課題的經(jīng)費支持來源于國家重點基礎研究項目、國家自然科學基金以及中科院先導項目。

　　TBC1D3促進皮層溝回形成模式圖。TBC1D3通過降低vRG細胞中的N-cadherin引起vRG細胞遷離腦室形成類似oRG的細胞，同時激活Ras/ERK等細胞干性相關信號通路，進而促進此類oRG細胞的增殖，產(chǎn)生更多的oRG或中間前體細胞，導致區(qū)域性神經(jīng)元密度的增加，從而引起小鼠大腦皮層產(chǎn)生溝回。