人类大脑的发育方式与小鼠或其他灵长类动物的大脑不同

研究所的研究人员与全国科学家合作，在产前发育过程中创建了一个全脑基因表达图谱。该地图可以揭示人类大脑的发育方式与小鼠或其他灵长类动物的大脑不同。该数据还应该允许研究人员将发育障碍中涉及的基因与其在发育过程中的表达模式联系起来，这有助于解释自闭症等疾病的根源。今天(4月2日)在“自然”杂志上发表的一篇论文中描述了这项工作。

“毫无疑问，这是一个。。。资源将被许多发展科学家使用，“ 德国德累斯顿马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的细胞生物学家和神经生物学家Wieland Huttner说。Huttner没有参与这项工作，但之前曾在人类和小鼠胎儿脑中绘制了基因表达图谱。

“对于那些对这个主题感兴趣的科学家来说，只需要通过数据并选择他们感兴趣的基因组就是一个金矿，”并且看看感兴趣的基因是如何在发育中的大脑中表达的，皮埃尔·范德海根说，比利时布鲁塞尔大学的发育神经生物学家，他也没有参加这项研究。

研究人员检查了受孕后15至21周内保存的4个胎儿大脑的组织。“我们选择了这个特殊的发育阶段，因为这是你真正形成新皮层的时候，” 艾伦研究所的研究合着者Ed Lein说。新皮层是大脑的外层，是高阶认知过程的场所，如推理，语言和记忆。

为了绘制胎儿基因表达图，Lein的团队将大脑切成薄片。他们使用激光从切片组织中分离出切片中的小群细胞，然后使用微阵列测量每个样品中的基因表达。他们还对一些脑切片进行染色，以描绘脑结构的位置，并更好地将基因表达与空间坐标相匹配。研究人员从每个大脑中分离出大约300个解剖区域。

Lein说，由此产生的地图集已经产生了一些有趣的发现。例如，研究人员想知道在自闭症患者中出生后表现出非典型表达的基因是否可能在出生前表现出聚集的表达模式。因此，他们搜索了地图集，以确定这些自闭症相关基因倾向于表达的位置，发现它们富含新生成的皮层兴奋性细胞。自闭症与兴奋性和抑制性信号传导的非典型平衡有关。

研究人员还开始探索在早期发育过程中人类与其他灵长类动物之间的基因表达可能会有所不同。Lein和他的同事们分析了胎儿大脑中表达不同物种的基因，并发现它们通常在额叶皮层中表达，涉及记忆，解决问题和其他认知功能; 在亚板区，一个产生皮层神经元的区域; 在某些抑制性神经元中。

新数据可在线获取，作为Allen Brain Atlas的一部分。Lein表示，对于研究人员分析的300个区域中的每个区域，人类基因组中数以万计的蛋白质编码基因的表达数据现已可用。

Vanderhaeghen将这项工作与描述全基因组序列的论文进行了比较。他解释说，涉及大量数据的研究有时需要数年才能产生最佳结果。“总是很难知道它会发生什么，就像基因组测序一样，但事实证明这对生物学的重大发现很有帮助，”他说。

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