Cell：大腦發育的關鍵調節子

　　在哺乳動物的進化和發育過程中，大腦皮層都發生了顯著的增加，包括正切方向和輻射狀的擴展(tangential and radial expansion)。此時，大腦皮層的組織在腦部進行折疊，使皮層的神經元數量和表面面積最大化。現在，科學家們發現了這一重要過程中的一個關鍵的調節子，相關研究發表在四月二十五日的Cell雜志上。

　　哺乳動物大腦的不同區域，分別負責特定的職能，這對于大腦的發育和組織形式有著特殊的要求。在脊椎動物中，只有哺乳動物前腦的大腦皮層，會發生顯著擴展和大量折疊，該區域的大腦皮層主要負責認知功能。這些大腦皮層的折疊程度越高，出現的溝回越多，可進行神經信息接收和處理的表面就越大。在人類的發育早期，胎兒大腦的表面保持平滑，直到胎兒發育約六個月時，大腦表面才出現折疊，最終人類的整個大腦將以這種折疊為主。相反，小鼠的大腦皮層不但更小，也要平滑得多。

　　“迄今為止，人們還并不了解在胎兒發育過程中，控制大腦擴展和折疊的機制，”德國慕尼黑大學LMU的Magdalena G?tz教授說。G?tz及其團隊找到了參與上述分子過程，促進小鼠皮層擴展的主要因子。他們發現，一種新的核蛋白Trnp1，會使神經細胞的數量大大增加，驅使皮層進行一系列復雜的折疊。正常小鼠大腦皮層的表面比較平滑，當研究人員對小鼠Trnp1進行動態調節時，激活了大腦皮層擴展和折疊所需的所有必要步驟。

　　“Trnp1對于大腦皮層的擴展和折疊非常關鍵，在發育過程中Trnp1的表達水平受到機體的動態控制，”G?tz說。在胚胎發育早期，局部的Trnp1以高濃度表達，促使能夠自我更新的多能神經干細胞進行增殖，支持大腦皮層向正切方向擴展。隨后，Trnp1水平下降，使多種中間前體細胞和放射狀膠質細胞增多，促進大腦皮層呈輻射狀擴展。在這一過程中，神經元的數量大大增加，這種細胞的有序生成和遷移，驅使大腦皮層形成折疊。

　　研究顯示，同一個分子(Trnp1)控制著大腦皮層的擴展和折疊，甚至足以在小鼠的大腦皮層中誘使折疊出現。這一發現令科學家們感到興奮，他們指出Trnp1是深入研究的理想起點，可以幫助人們解析整個過程背后的復雜網絡，揭示細胞和分子層面的各種相互作用。G?tz及其同事正在向這一方向努力，他們下一步將明確Trnp1蛋白的具體分子功能，并解析該蛋白的調節機制。