科技日報記者 趙漢斌
記者6日從昆明理工大學靈長類轉化研究院獲悉，該院李天晴教授、牛昱宇教授和季維智院士領銜的研究團隊，在《科學·進展》雜志上以長文形式發表論文，首次發現靈長類大腦發育的過程中存在第三類基因BRN2。此項研究為靈長類的大腦發育提供了一種新的理論機制。
在大腦發育過程中，靈長類和嚙齒類的基因數目相近，然而，靈長類卻具有高度進化和擴張的大腦。靈長類大腦在發育過程中如何在不增加基因數目的前提下實現進化性擴張是腦科學研究中的關鍵問題之一。由于存在一些序列高度保守的基因在嚙齒類和靈長類上具有不同的功能，從而無法通過嚙齒類動物研究發現，使其該基因的發現變得極為困難。而此類基因的揭示，不僅能促進人們對靈長類大腦特有發育機制的理解，還能為神經系統各種疾病的治療提供重要的理論基礎。
BRN2調控靈長類胎兒大腦發育機制示意圖。 昆明理工大學靈長類轉化研究院供圖
在小鼠中，BRN2表達于胎兒的神經前體細胞和皮層神經元中，基因的敲除并不影響小鼠大腦的神經發育，小鼠能健康出生。研究人員發現，該基因特異地表達在食蟹猴胎兒早期腹側端腦的神經前體細胞，明顯早于小鼠上的表達。通過對不同發育階段猴胎兒腦的分析顯示，該基因的表達與猴側腦室神經干細胞的增值和擴張緊密相關。通過對基因敲除猴的研究，研究人員發現該基因缺乏將導致神經前體細胞提前分化為中間神經元，引起中間神經元的發育異常。
同時，BRN2也是第一個鑒定的對靈長類中間神經元起到特異調控的轉錄因子。利用人多能干細胞分化產生的腦類器官，研究人員驗證了該基因的功能在人類神經前體細胞中與猴子神經前體細胞具有高度的保守性。分子機制也揭示其直接調控其他基因影響靈長類的神經發育。
研究發現，該基因在靈長類和小鼠大腦上具有明顯的功能差異，揭示了靈長類大腦發育進化過程中，存在第三類保守的基因，由于表達的時空差異性，在靈長類大腦發育過程中產生了新的功能。此項研究，也提示利用靈長類動物開展靈長類腦發育的重要性。
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