天博中科院动物研究所焦建伟研究组揭示人类特异基因促进大脑皮层折叠新机制—新闻—科学网

于人类进化历程中，新皮层的扩张与智力的提高以及认知功效的改良紧密亲密相干。这类扩张的一个要害方面是年夜脑皮层沟回的造成，它使扩张的皮质外貌积可以或许顺应有限的颅骨空间。这些进化特性重要依靠在多种神经干细胞以及祖细胞亚型及其神经源性破裂孕育发生的更大都量的皮层神经元。最近几年来，很多研究都展现了外放射状胶质细胞（oRG）与年夜脑皮层沟回造成有主要的接洽，一是由于oRG作为人脑中年夜量存于的神经前体细胞，增长了神经祖细胞的品种以及数目，二是oRG给神经元提供了更多的径向迁徙的路径，从而促成皮层的扩张及沟回的造成。然而，年夜脑皮层折叠的份子以及细胞机制仍旧知之甚少。

2022年11月22日，中国科学院植物研究所焦建伟研究组于Cell Discovery 杂志上揭晓了题为Human SERPINA3 induces neocortical folding and improves cognitive ability in mice的研究论文。这项研究发明人源基因SERPINA3促成了小鼠皮层的扩张以及折叠的孕育发生，增长了上层神经元的数目，而且较着改良了小鼠的认知威力。

研究起首构建了前提性敲入小鼠（cKI），于神经体系中过表达SERPINA3，成果发明SERPINA3能促成神经发育历程中小鼠年夜脑的神经干细胞的增殖和oRG的孕育发生。cKI小鼠出生后体现出年夜脑皮层外貌积变年夜、皮层增厚的征象，和沟回布局的造成。对于新生小鼠的年夜脑皮层举行单细胞测序阐发，进一步证实SERPINA3过表达增长了上层神经元的输出。成年后的cKI小鼠以及野生型比拟，于举动学试验中体现出更强的进修以及影象威力。

研究经由过程转录组测序还发明SERPINA3经由过程联合下流靶基因Glo1的promoter来调治其表达。Glo1作为调治丙酮醛代谢的要害因子，其表达上调后加快了丙酮醛的代谢，进而促成神经祖细胞的增殖以及年夜脑皮层的扩张以及折叠。

综上所述，该研究不只展现了SERPINA3对于神经干细胞增殖威力及品貌的主要作用，也阐了然年夜脑皮层扩张和折叠的一种新的份子机制。

中国科学院植物研究所焦建伟研究员为论文通信作者，玻士研究生赵津悦、冯超为论文配合第一作者。该研究获得了科技部、国度天然科学基金委、科学院先导等工程的资助。

原文链接�첩：https://www.nature.com/articles/s41421-022-00469-0

图. SERPINA3于年夜脑皮层扩张以及折叠中的作用模式图

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