《科学》：中国科学家揭示，人脑中间神经元多样性从何而来？

▎药明康德内容团队编辑  

在我们的大脑皮层中，有两类神经元源自发育的端脑结构。除了兴奋性神经元，中间神经元是另一类重要的神经元，它们可以通过释放γ－氨基丁酸（GABA）调节兴奋性神经元的活动。

此前的研究已经揭示，中间神经元源于位于腹侧端脑的神经节隆起（GE）。这类神经元的异常会打破神经网络中的兴奋-抑制平衡，导致癫痫、自闭症、精神分裂等神经系统疾病。

对于大脑皮层中兴奋性神经元的发育方式，科学家已经有了长足的了解。但与此同时，对于中间神经元在人的神经节隆起中形成的机制、它们的多样性从何而来等问题，科学界的认识还十分有限。

在一篇发表于《科学》的论文中，中国科学院生物物理研究所王晓群研究员、北京师范大学吴倩教授联合英国伦敦国王学院Oscar Marin教授，使用单细胞RNA测序技术获得了妊娠期9-18孕周之间，正在发育的人类神经节隆起中超过5万个单细胞的转录信息。这些信息揭示了人脑中间神经元的起源。此外，研究团队阐述了神经节隆起中形成的神经元谱系的发育轨迹，及其多样性形成的分子调控机制。

在这项研究中，研究团队首先对神经节隆起中的神经祖细胞及分裂后的神经元进行了区分。

对于前者，他们发现，与皮层中的神经祖细胞相似的是，端脑神经节隆起中的神经祖细胞包括放射状胶质细胞（RGCs）及中间神经元祖细胞（IPCs）。而在探究神经节隆起的侧脑室室下（SVZ）区域扩大机制时，他们发现了与皮层不同的机制：是IPCs而不是RGCs的增多导致了该区域的扩大。

而对于分裂后的神经元，研究也取得了新发现。分裂后的神经元又可以进一步区分为内侧、外侧和尾侧神经节隆起。研究指出，这些不同的神经节隆起驱动了不同发育轨迹。尤其值得注意的是，作者描述了嗅球神经元、纹状体和苍白质GABAergic投射神经元、纹状体和皮层GABAergic中间神经元的发育轨迹。

▲源自人类神经节隆起的神经元的发育轨迹（图片来源：参考资料[1]）

该研究还揭示了人类中间神经元多样性的形成。虽然人类皮层中间神经元的发育需要较长的时间，但在这些细胞抵达发育中的皮层之前，它们的多样性就已经在神经节隆起区域确定了。

至此，这项研究揭示了人脑中间神经元的发育及多样性的形成机制，有助于认识大脑发育的调节机制。另一方面，由于纹状体和皮层GABAergic神经元参与了自闭症、精神分裂症等神经发育障碍，这项研究揭示的相关神经元发育轨迹，将有助于揭示神经发育障碍的起源。

[1] Yinchao Shi et al., Mouse and human share conserved transcriptional programs for interneuron development. Science (2021). DOI: 10.1126/science.abj6641

[2] 研究解析人脑中间神经元多样性的发育机制. Retrieved Dec. 10, 2021, from https://www.cas.cn/syky/202112/t20211210_4817789.shtml