我國科學家揭示調控大腦新皮層神經(jīng)元空間精細結構排布和環(huán)路組裝的新機制

 哺乳動物大腦新皮層是一個極其復雜并且高度組織化的結構，它占整個大腦體積和質量的絕大部分，調控感知、語言、情感、認知等高級神經(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，進而組裝成精準復雜的神經(jīng)網(wǎng)絡，以調控各種復雜的行為活動。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，來自清華大學生命科學學院、清華-IDG/麥戈文腦科學研究院、生命科學聯(lián)合中心、生物結構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)律性表達調控新皮層神經(jīng)元的單細胞水平精細空間結構排布和功能神經(jīng)環(huán)路組裝，為深入理解大腦結構和功能提供了全新的分子機制。

 研究人員結合遺傳學、神經(jīng)細胞發(fā)育譜系熒光標記示蹤、單細胞基因表達深度測序、全腦三維重構和神經(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聯(lián)的表達規(guī)律，進而在單細胞水平調控神經(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識腦結構和理解腦功能極為關鍵，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》，文章內容不代表本網(wǎng)站觀點和立場，僅供參考。

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