Science | 鉴定出灵长类动物大脑发育的关键基因

大脑的发育需要一连串精心策划、严密组织的事件，这些事件由神经干细胞（neural stem cell）启动，而神经干细胞产生越来越多的特化细胞，以执行所有的大脑功能。但是，在这一过程中发生了哪些分子事件，导致灵长类动物和小鼠大脑的差异？

在一项新研究中，来自美国耶鲁大学的研究人员利用大脑类器官（发育中大脑的小型三维复制品）追踪神经干细胞在猕猴和人类大脑中产生的变化。在将这些研究结果与之前对小鼠大脑的研究结果进行比较后，他们揭示了灵长类动物与小鼠大脑发育差异的分子起源。相关研究结果近期发表在Science期刊上，论文标题为“Molecular programs of regional specification and neural stem cell fate progression in macaque telencephalon”。

在他们观察到的主要差异中，猕猴和人类大脑中的GALP（Galanin-like peptide，甘丙肽样肽）活化程度增加，而这种肽以前曾被认为与能量代谢和食欲有关。

论文共同第一作者、耶鲁大学医学院神经科学教授Pasko Rakic实验室副研究员Nicola Micali说，“了解灵长类动物大脑如何发育以及高级认知功能从何而来非常重要。”

这些作者指出，对由人类和猕猴多性能干细胞构建的大脑类器官进行的检查显示，GALP的存在有助于刺激灵长类动物大脑神经干细胞的增殖。在小鼠大脑中没有发现这种由GALP产生的活动。

猕猴端脑区域化。图片来自Science, 2023, doi:10.1126/science.adf3786。

Micali说，“这一发现表明，GALP可能在灵长类动物大脑的大小和复杂性的进化过程中发挥了作用。”

此外，这些作者在胎儿大脑发育的早期就发现了神经干细胞中与神经精神疾病(如精神分裂症和双相情感障碍)有关的基因。Micali说，“这表明这些疾病的起源比我们想象的要早得多。” 

参考资料：

1. Nicola Micali et al. Molecular programs of regional specification and neural stem cell fate progression in macaque telencephalon. Science, 2023, doi:10.1126/science.adf3786.

2. Researchers identify key genes in the development of the primate brain
https://medicalxpress.com/news/2023-10-key-genes-primate-brain.html