《細(xì)胞》雜志首發(fā)人類(lèi)大腦變得更大原因 分子開(kāi)關(guān)ZEB2或起關(guān)鍵作用

人腦中神經(jīng)元的數(shù)量是黑猩猩和大猩猩大腦的三倍!人腦為何大于其他類(lèi)人猿的大腦呢?英國(guó)科學(xué)家在最新一期《細(xì)胞》雜志撰文稱(chēng)首次發(fā)現(xiàn)了人類(lèi)大腦變得更大的原因——一個(gè)關(guān)鍵的分子開(kāi)關(guān)ZEB2或在其中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

在最新研究中，劍橋醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室瑪?shù)铝?middot;蘭卡斯特領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)比較了從人類(lèi)、大猩猩和黑猩猩的干細(xì)胞中生長(zhǎng)出來(lái)的“大腦類(lèi)器官”。研究發(fā)現(xiàn)，與實(shí)際大腦的情況相似，人類(lèi)大腦類(lèi)器官比其他類(lèi)人猿的類(lèi)器官長(zhǎng)得更大。

研究人員解釋說(shuō)，在大腦發(fā)育早期階段，神經(jīng)元由干細(xì)胞(神經(jīng)祖細(xì)胞)形成，這些祖細(xì)胞最初呈圓柱形，這使它們很容易分裂成形狀相同的子細(xì)胞。而神經(jīng)前體細(xì)胞增殖次數(shù)越多，以后出現(xiàn)的神經(jīng)元就越多。隨著細(xì)胞成熟，增殖緩慢，細(xì)胞伸長(zhǎng)，形成一個(gè)像伸展的錐狀冰淇淋。

研究發(fā)現(xiàn)，與其他類(lèi)人猿相比，人類(lèi)的祖細(xì)胞在更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持圓柱形，在這段時(shí)間內(nèi)，它們分裂得更頻繁，產(chǎn)生更多細(xì)胞。因此，這種從神經(jīng)祖細(xì)胞向神經(jīng)元轉(zhuǎn)化速度的差異意味著人類(lèi)細(xì)胞有更多時(shí)間繁殖。

為揭示導(dǎo)致這些差異的遺傳機(jī)制，研究人員比較了人類(lèi)和其他類(lèi)人猿大腦類(lèi)器官的基因表達(dá)，發(fā)現(xiàn)一種叫做“ZEB2”的基因在大猩猩大腦類(lèi)器官中比在人類(lèi)大腦類(lèi)器官中啟動(dòng)得更快。

隨后，他們延遲了大猩猩大腦內(nèi)ZEB2起作用的時(shí)間，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這減緩了祖細(xì)胞的成熟，使大猩猩大腦的類(lèi)器官發(fā)育得更像人類(lèi)。相反，在人類(lèi)祖細(xì)胞中更早啟動(dòng)ZEB2基因則促進(jìn)了人類(lèi)類(lèi)器官的過(guò)早轉(zhuǎn)化，使它們發(fā)育更像類(lèi)人猿類(lèi)器官。

蘭卡斯特說(shuō)：“我們的新研究提供了一些關(guān)于人類(lèi)大腦發(fā)育不同之處的初步見(jiàn)解，這些不同之處使我們區(qū)別于我們的近親——其他類(lèi)人猿，我們和其他類(lèi)人猿最顯著的區(qū)別就是我們的大腦更大。”

總編輯圈點(diǎn)

人類(lèi)與其他哺乳動(dòng)物的顯著不同，在于人類(lèi)的大腦更大，即使與作為人類(lèi)近親的靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物相比也是如此。這一聽(tīng)起來(lái)司空見(jiàn)慣的結(jié)論，背后卻包含大量科學(xué)奧秘。科學(xué)家已經(jīng)試圖從進(jìn)化的角度解釋這一現(xiàn)象，從神經(jīng)學(xué)的角度來(lái)分析，其深層機(jī)制又是如何?揭示這一謎底的答案，將進(jìn)一步促進(jìn)科學(xué)家對(duì)人類(lèi)大腦發(fā)育的理解。可喜可賀，人類(lèi)大腦作為當(dāng)今科學(xué)最前沿的疆界之一，其認(rèn)知范圍再一次得到拓展。