小鼠研究发现大脑发育存在两条细胞路径——《生命科学》

一项对实验室小鼠早期胚胎发育的研究发现，两类不同的细胞群会形成神经系统的不同部分，其中包括大脑。这对大脑由单一细胞来源发育而成的观点提出了质疑，《生命科学》报道。

两条发育路径

这项于9月发表在《自然·神经科学》期刊上的研究，其作者研究了原肠胚形成——胚胎发育的早期阶段，在此期间细胞组织成未来器官的结构。研究人员确定了两组未成熟细胞，它们随后形成神经系统组织。

其中一类细胞群表达Otx2基因，该基因与前脑和部分中脑的早期发育有关。另一类表达Gbx2基因，该基因参与后脑和中脑其余部分的发育。研究人员表示，这些细胞群在神经组织形成过程中始终彼此分离，而非相互重叠。

研究团队还分析了染色质——一种将DNA包装在细胞核内并调节基因可及性的结构。在两组细胞中发现了不同的染色质构型，作者认为，这进一步支持了其关于不同发育轨迹的结论。

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用于疾病研究的神经元

利用获得的数据，科学家引导人类干细胞形成具有功能的后脑运动神经元。这些细胞产生了控制面部肌肉以及参与吞咽的肌肉区域所特有的蛋白质。

作者认为，这些结果可能解释了此前在实验室中培养后脑神经元时遇到的困难。这类细胞或可帮助研究运动神经元逐渐退化的疾病，包括脊髓性肌萎缩症和肌萎缩侧索硬化症。

进化背景

研究人员还分析了此前发表的关于猕猴、斑马鱼和鸡的数据，并在它们体内发现了两类表达相同关键基因的细胞群。在玉米螟虫——一种与脊椎动物的进化谱系约在5.5亿年前分离的海洋无脊椎动物——中，也发现了类似的细胞群。作者推测，这可能表明脊椎动物大脑具有古老的模块化组织。