鑽石舞台

人類大腦行使正常的功能，依賴於準確生成不同類型的神經元以及神經元之間建構的神經迴路。興奮性穀氨酸能神經元（excitatory glutamatergic neurons）和抑制性γ-氨基丁酸中間神經元（inhibitory GABAergic interneurons）是大腦中最主要的兩大類細胞。其中，中間神經元（interneuron）是維持大腦神經迴路平衡和大腦正常行使功能的關鍵細胞。中間神經元發育異常，與人類精神類疾病，例如自閉症和精神分裂症，密切相關。人類大腦的中間神經元種類多樣，形態和功能複雜各異。至今，我們對中間神經元早期增殖、分化和徑向遷移，依然了解甚少。

2021年11月4日，華僑大學「精準醫療研究中心」孫濤教授團隊在Nature Neuroscience在線發表了題為Interneuron origin and molecular diversity in the human fetal brain的研究論文，系統闡述了人類胚胎大腦中間神經元的發育規律。

哺乳動物大腦的中間神經元來自於皮層下（subpallium）區域，通過徑向遷移到達大腦皮層。人類胚胎大腦的皮層下區域由內側、外側和尾側神經節隆起（MGE、LGE和CGE）組成。為了探究大腦中間神經元的起源和細胞多樣性，研究人員運用單細胞RNA測序（single-cell RNA-seq）及原位測序（in situ sequencing）技術，系統地揭示了人類胚胎大腦不同發育階段，中間神經元的起源和特異分子標記。

此項研究主要有三大發現：第一：共用的神經祖細胞群（neural progenitor）：儘管分布在MGE、LGE和CGE的中間神經元前體細胞（interneuron precursor）表達各自特異的基因，但擬時序分析顯示它們均來自相同的神經祖細胞群。第二：中間神經元前體細胞內特異的基因表達組合，包括轉錄因子，決定了中間神經元在人類胚胎大腦皮層下區域中精確的解剖學位置，也同時確定了中間神經元發育的時間順序。這說明中間神經元在時間和空間上的命運特徵，是由準確的基因表達組合同時調控的。第三：儘管人類成年大腦皮層中間神經元類型多樣，這些中間神經元的基因表達特徵，已經在胚胎發育早期被確定並維持下來了。

綜合上述，孫濤教授團隊的研究表明，人類胚胎大腦中間神經元的多樣性，是由精確的基因表達組合確定的。成年大腦的中間神經元的細胞命運，早在胚胎期就已經被決定了。由於焦慮症、抑鬱症、自閉症和精神分裂症與中間神經元異常發育密切相關，這項研究為人們進一步探尋精神類疾病的發病機理，提供了新思路。