PLoS：影響人類大腦容量的基因變異

　　來自中科院昆明動物研究所，美國羅切斯特大學等處的研究人員選取了50個精神分裂癥易感基因，在中國漢族人群中分析了它們與腦容量的關系，從中發現了白介素-3基因序列變異會影響人類大腦容量 。相關成果公布在PLoS One雜志上。

　　文章的通訊作者分別是昆明動物研究所宿兵研究員，以及羅切斯特大學甘霖教授，其中宿兵研究員早年畢業于武漢大學，之后于美國德克薩斯大學修斯頓人類遺傳學中心進行博士后研究工作，目前任中國科學院昆明動物所研究員，細胞與分子進化重點實驗室主任，是中科院杰出引進人才。

　　神經系統是人類區別于其他物種最顯著的特征之一。相對于其他物種，人類的大腦高度發達，主要體現在全腦容量的變化。如人類的大腦容量是舊大陸猴-如獼猴腦容量的20.6倍，長臂猿的14.4倍，與人類親緣關系最近的靈長類-黑猩猩的4.3倍。

　　近年來，基于核磁共振腦影像學研究表明腦容量具有很高的遺傳力，并且與智商和記憶等認知能力高度相關;除此之外，腦容量在多種精神疾病(如精神分裂癥)患者中均發生了明顯病變，因此了解腦容量的遺傳基礎對于我們理解精神疾病的發病機制以及神經發生的分子機制都具有重要的意義。然而，即便有如此高的遺傳力，截止到目前為止，僅僅只有少數幾個基因被發現與腦容量相關。

　　為了尋找可能影響腦容量變化的基因，在這篇文章中，宿兵研究組的羅雄劍和李明等人選取了50個精神分裂癥易感基因，并在中國漢族人群中分析了它們與腦容量的關系，最終發現位于染色體5q23.2-33.1區域的SNP位點(rs31480等)與腦容量強烈相關。

　　之后他們通過國際合作，在歐洲人群中也重復了這一結果。進一步的體外功能實驗證明，rs31480位于白介素-3(IL3)基因啟動子區并影響轉錄因子Sp1的結合能力，從而上調白介素3基因的轉錄。對小鼠的分析也發現，白介素-3及其受體在發育中的小鼠大腦中持續表達，并在出生后1-4天達到峰值，這一時期也是神經發生和增殖的重要時期。

　　研究人員還進一步發現白介素3受體主要在小鼠的神經前體細胞中表達，并且白介素-3能夠促進神經前體細胞的增殖和存活能力。這些結果揭示了白介素3 除了在免疫系統中的已知功能之外，還參與中樞神經系統的發育從而影響腦容量。除此之外，通過體外實驗，研究人員還發現了白介素-3基因性別特異性相關的可能機制，即它可以活化雌激素受體，并誘導下游的信號通路。

　　宿兵研究組曾在易感基因研究中取得過多項相關，比如他們曾在一個已知的歐洲人群精神分裂癥易感基因中發現新的功能突變，并由此證實這一基因對中國人群患精神分裂癥有確切作用。

　　這一研究發現揭示了一個新的ZNF804A功能突變。這個突變可能是中國人群中導致精神分裂癥發生的重要遺傳因素之一。