神经系统的结构为其功能的发挥奠定了基础。在一系列时空（spatio-temporal）编码因子的调控下，起源于神经干细胞池的神经系统产生高度多样化的神经元。随后，未成熟的神经元迁移定居，神经元与神经元、神经元与靶组织间的精密连接标志着神经系统的高度完善。因此，在探究大脑奥秘的过程中，揭开哺乳动物脑神经元多样性的起源至关重要。
中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员吴青峰团队在《神经科学通报》（Neuroscience Bulletin）上，发表了题为A Spacetime Odyssey of Neural Progenitors to Generate Neuronal Diversity的综述论文。该综述总结了哺乳动物神经祖细胞池产生多样化神经细胞的三种不同策略：（1）命运预决定模型（Predetermined strategy）：在特定时间窗口，神经祖细胞的命运已被决定，必然分化为一种特定的神经元亚型，哺乳动物大脑皮层的神经祖细胞主要采取这一策略；（2）随机决定模型（Stochastic strategy）：每个神经祖细胞的分化存在多种潜在状态，像量子论一样每种状态都有不同的发生概率，脊椎动物视网膜的发育过程即是示例；（3）级联多样化模型（Cascade diversifying strategy）：在细胞命运特化过程中，沿着细胞谱系阶层的多种细胞类型逐步级联放大以促进终末神经元的命运多样化，哺乳动物下丘脑的神经发生过程即遵循级联放大规律。同时，该研究结合神经系统的时空发育模式阐述了神经祖细胞池在大脑皮层、脊髓、视网膜和下丘脑中的发生发展过程。
该综述还总结了哺乳动物神经发生的时空编码机制。哺乳动物体内神经祖细胞的空间编码与其时间动力学特征应是相互协调、密不可分的，以更精确的控制神经元产生。新生神经元迁移过程中的微环境因子、自发性电发放、神经元的上下游连接和随机的转录因子表达等因素都可进一步塑造神经元的命运和身份。综上，该论文总结了神经细胞多样性产生的机制，为后续大脑发育的概念突破和神经元替代性治疗等提供重要的理论支撑。
神经元多样性产生的基本策略（A）命运预决定模型；（B）随机决定模型；（C）级联多样化模型。
联系客服
