靈長(zhǎng)類動(dòng)物腦內(nèi)基因表達(dá)“地圖”繪成

英國(guó)《自然》雜志13日在線發(fā)表的一篇神經(jīng)科學(xué)論文發(fā)布了一個(gè)全新的大腦圖集，繪制了靈長(zhǎng)類動(dòng)物出生前后大腦中基因表達(dá)的位置。這份高分辨率的“地圖”不僅能揭示大腦是如何發(fā)育的，也可以加深人們對(duì)神經(jīng)發(fā)育障礙背后過程的了解。

美國(guó)政府曾在2013年公布“推進(jìn)創(chuàng)新神經(jīng)技術(shù)腦研究計(jì)劃”（簡(jiǎn)稱BRAIN計(jì)劃或腦計(jì)劃），旨在探索人類大腦工作機(jī)制、繪制腦活動(dòng)全圖，并最終開發(fā)出針對(duì)大腦疾病的療法，其重要程度被認(rèn)為可與人類基因組計(jì)劃相媲美。美國(guó)西雅圖艾倫腦科學(xué)研究所的兩組科學(xué)家，在2014年曾公布人類胎兒妊娠中期詳細(xì)的大腦基因表達(dá)圖譜，以及第一個(gè)哺乳動(dòng)物（小鼠）全腦神經(jīng)元連接圖譜。

此次，艾倫腦科學(xué)研究所的艾德·雷恩和他的研究團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)建了一個(gè)恒河猴大腦發(fā)育的高清圖集。研究人員在精細(xì)的解剖層面，揭示了從妊娠早期到青年期的基因表達(dá)隨著時(shí)間變化的情況。該圖集顯示，最活躍的變化出現(xiàn)在產(chǎn)前，而在出生后，皮質(zhì)區(qū)獲得類似成人的分子模式出乎意料的晚。先前被認(rèn)為與神經(jīng)發(fā)育障礙相關(guān)的基因，在新皮質(zhì)中顯示出了與特定疾病相關(guān)模式的共表達(dá)。

該研究還表明，人類大腦的發(fā)育基因表達(dá)模式與猴子的接近程度，要高于和嚙齒類動(dòng)物（鼠與兔等）的接近程度，在大腦發(fā)育中大約有9％的基因表現(xiàn)出了人類特有的基因表達(dá)模式。這證實(shí)了恒河猴作為非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物在人類大腦發(fā)育和疾病研究中的模型價(jià)值。同時(shí)，這項(xiàng)新圖集有助于突出人類大腦組織中特定的基因表達(dá)模式，這將有助于科學(xué)家進(jìn)一步了解，例如自閉癥譜系障礙以及精神分裂癥等病癥背后的機(jī)制。

總編輯圈點(diǎn)

這是腦計(jì)劃的又一可喜進(jìn)步。如果把之前的工作看作是三維層面的圖譜繪制，那么本成果增加了“時(shí)間”尺度，使研究變成“四維”，因而可以從中獲取大腦發(fā)育的動(dòng)態(tài)信息和認(rèn)識(shí)。這種由變化驅(qū)動(dòng)的圖譜模型展示的信息要比靜態(tài)的結(jié)構(gòu)多得多，不但告訴我們“有什么”，還能解釋“怎么來的”。如果再將老鼠、恒河猴和人類的同時(shí)期圖譜進(jìn)行比較，將進(jìn)一步揭示“人為什么成為人”這些更加終極的問題。

（記者張夢(mèng)然）