會(huì)員.png)
QQ交談
您所在位置：請(qǐng)輸入產(chǎn)品關(guān)鍵字：
郵編：200431
聯(lián)系人：王小姐
電話(huà)：021-56640936
傳真：021-33250231
手機(jī)：13122441390 15900755943
留言：發(fā)送留言
個(gè)性化：www.shifengsj.com
網(wǎng)址：www.shfeng-edu.com
商鋪：http://apwanrong.com/st236594/
人類(lèi)和猩猩大腦 “無(wú)縫切換”，只需改變一個(gè)分子開(kāi)關(guān)
最近更新時(shí)間：2021-4-19
提 供 商：上海士鋒生物科技有限公司資料大?。?/span>50.6KB
文件類(lèi)型：PNG 圖片下載次數(shù)：66次
資料類(lèi)型：瀏覽次數(shù)：1864次
作為一個(gè)物種，人類(lèi)最*的特征之一就是大腦的擴(kuò)大。與小鼠相比，人腦的神經(jīng)元總數(shù)增加了1,000倍，是所有靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物中最多的，比我們的近親黑猩猩和大猩猩高出三倍多。自從人類(lèi)脫離了其他大猿之后，人類(lèi)的大腦就經(jīng)歷了快速的擴(kuò)張，但是這種人類(lèi)*的擴(kuò)張機(jī)制仍然未知。而且盡管我們已經(jīng)了解了許多有關(guān)控制靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物與嚙齒類(lèi)動(dòng)物進(jìn)化差異的機(jī)制的知識(shí)，但與其他猿類(lèi)相比，人類(lèi)特異性的變化卻鮮為人知。
基于此，來(lái)自英國(guó)劍橋大學(xué)醫(yī)學(xué)研究理事會(huì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的Madeline A Lancaster 教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，通過(guò)使用衍生自人類(lèi)、大猩猩和黑猩猩細(xì)胞的大腦類(lèi)器官來(lái)研究驅(qū)動(dòng)進(jìn)化性大腦擴(kuò)張的發(fā)育機(jī)制。發(fā)現(xiàn)神經(jīng)上皮分化是猿類(lèi)中的一個(gè)長(zhǎng)期持續(xù)的過(guò)程，涉及以細(xì)胞形狀改變?yōu)樘卣鞯南惹盁o(wú)法識(shí)別的過(guò)渡狀態(tài)。并通過(guò)比較RNA測(cè)序（RNA-seq）揭示了細(xì)胞形態(tài)發(fā)生因子，包含一種已知的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化調(diào)節(jié)劑（ZEB2），在表達(dá)動(dòng)力學(xué)上的差異。
人類(lèi)器官均始終比在一個(gè)階段大猩猩和黑猩猩類(lèi)器官較大時(shí)端腦的神經(jīng)上皮芽已經(jīng)形成和正在經(jīng)歷膨脹。研究人員檢查了神經(jīng)上皮細(xì)胞擴(kuò)張期間的幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)，揭示了神經(jīng)誘導(dǎo)后3天跨物種的相似大小和組織結(jié)構(gòu)。然而，在第5天，大猩猩和黑猩猩的類(lèi)器官顯示出更多的圓形神經(jīng)上皮芽，而人類(lèi)類(lèi)動(dòng)物的表現(xiàn)出更多的伸長(zhǎng)的神經(jīng)上皮芽。對(duì)ZO1染色，ZO1是一種緊密連接蛋白，可標(biāo)記極化上皮的頂表面，揭示了非人猿類(lèi)器官。使用定制的圖像分析管道，將頂腔進(jìn)行了分割和3D重建，從而揭示了腔體形狀和大小上特定于物種的差異。對(duì)每個(gè)類(lèi)器官的最大內(nèi)腔進(jìn)行量化后發(fā)現(xiàn)，與其他類(lèi)人猿相比，人類(lèi)類(lèi)器官能夠形成更大的內(nèi)腔。
為了進(jìn)一步量化細(xì)胞形狀，研究人員轉(zhuǎn)向了具有單個(gè)細(xì)胞分割功能的高分辨率旋轉(zhuǎn)盤(pán)共聚焦成像。因?yàn)榍捌谘芯康陌l(fā)現(xiàn)在物種內(nèi)和在非人類(lèi)猿猴細(xì)胞系中是一致的，所以研究人員集中于比較一種代表性人類(lèi)和一種代表性猿猴細(xì)胞系的類(lèi)器官。盡管這兩個(gè)物種的NE細(xì)胞在第3天表現(xiàn)出相似的形態(tài)，但由于其高度收縮的形態(tài)，與人類(lèi)相比，第5天的大猩猩NE細(xì)胞表現(xiàn)出減小的根尖突體積。相反，人類(lèi)細(xì)胞在第8天表現(xiàn)出這種更細(xì)長(zhǎng)的形狀，而到了第10天，人類(lèi)和大猩猩NE細(xì)胞都表現(xiàn)出了RG細(xì)胞典型的類(lèi)似伸長(zhǎng)和收縮的形態(tài)。
盡管在同一時(shí)間點(diǎn)收集的類(lèi)器官在各個(gè)物種之間似乎高度相關(guān)，但PCA雙線(xiàn)圖顯示了在第5、10和25天，物種之間存在一定程度的分離。研究人員進(jìn)一步對(duì)在這些時(shí)間點(diǎn)驅(qū)動(dòng)差異的前300個(gè)基因進(jìn)行了基因本體論（GO）術(shù)語(yǔ)富集分析。在所有時(shí)間點(diǎn)，GO術(shù)語(yǔ)通常與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育有關(guān)，第5天早期的術(shù)語(yǔ)主要涵蓋器官發(fā)育和形態(tài)發(fā)生，而第25天的術(shù)語(yǔ)與神經(jīng)元區(qū)室（例如樹(shù)突和突觸）以及神經(jīng)發(fā)生有關(guān)。研究人員在第25天進(jìn)一步檢查了一些驅(qū)動(dòng)差異的基因，并發(fā)現(xiàn)與大猩猩的突觸形成和成熟相關(guān)的基因以更快的速度增長(zhǎng)。這與以前的研究一致，表明人類(lèi)神經(jīng)元的成熟速度較慢。
綜上所述，人類(lèi)向tNE形態(tài)的長(zhǎng)期轉(zhuǎn)變以及更短的細(xì)胞周期，對(duì)于人類(lèi)大腦的進(jìn)化尤其引人入勝，因?yàn)樗梢越忉屓祟?lèi)大腦與猿相比的線(xiàn)性縮放。在這樣的早期發(fā)育階段的進(jìn)化修飾將預(yù)期影響神經(jīng)發(fā)生的所有后續(xù)步驟，并導(dǎo)致所有神經(jīng)元類(lèi)型成比例地增加。實(shí)際上，數(shù)學(xué)建模揭示了神經(jīng)元的預(yù)期增加，甚至在早期對(duì)神經(jīng)元的染色也顯示出人類(lèi)類(lèi)器官的數(shù)量增加。此外，從細(xì)胞結(jié)構(gòu)上看，這預(yù)計(jì)不會(huì)導(dǎo)致皮質(zhì)灰質(zhì)增厚，而是會(huì)導(dǎo)致切向維度上大腦的擴(kuò)展，這恰好是在與其他猿相比的神經(jīng)解剖學(xué)中看到的?？傮w而言，該研究團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)表明，受EMT基本過(guò)程調(diào)節(jié)的細(xì)胞形狀相對(duì)簡(jiǎn)單的進(jìn)化變化可能對(duì)大腦進(jìn)化產(chǎn)生重大影響。