人脑前额叶发育单细胞图谱绘成

　　中国科学院生物物理研究所王晓群课题组、北京大学未来基因诊断高精尖创新中心汤富酬课题组、北京大学第三医院乔杰课题组和首都医科大学附属安贞医院张军课题组合作，绘制出人脑前额叶胚胎发育过程的单细胞转录组图谱，并对其中关键的细胞类型进行了系统功能研究，为绘制完整的人脑细胞图谱奠定重要基础。该研究相关论文近日发表在《自然》杂志上。

　　研究人员通过单细胞转录组测序发现，动态发育的人类胚胎前额叶皮层主要由神经干细胞、兴奋性神经元、抑制性神经元、星型胶质细胞、少突胶质细胞、小胶质细胞等6大类细胞组成，并进一步将6大类划分为35个独立的细胞亚型，深入挖掘了各个细胞类型关键基因表达特征及其重要生物学含义。研究发现，中间前体细胞IPC对神经发生，特别是灵长类动物的神经发生同样起着重要作用。研究提出IPC的产生具有两个关键爆发期，一个是在胚胎发育10周左右，而另一个峰值则发生在胚胎发育16周左右。正是通过这两个爆发期，数量庞大的神经元才能快速生成，并形成结构复杂、功能丰富的前额叶皮层。

　　研究还通过对神经元单细胞转录组数据的系统分析和深度挖掘，首次揭示了在人类大脑前额叶皮层发育过程中兴奋性神经元生成、迁移和成熟的3个关键阶段：8周～12周是神经干细胞大量增殖阶段；13周～16周为神经干细胞分化并大量产生新生神经元同时伴随着新生神经元的迁移阶段；19周～26周神经元开始逐渐成熟，表达关键功能蛋白并初步形成有功能的神经网络阶段。同时，王晓群课题组利用电生理等手段对人类围产期26周的前额叶皮层进行了深入功能研究，发现在前额叶皮层中很多神经元已具备正常发放钠钾电流的能力，深层脑区神经元已具备发放兴奋性突触后电流等功能。