Nature Neuroscience：干細(xì)胞分化為大腦皮層各區(qū)域的遺傳機(jī)制
信息來源：生命經(jīng)緯 發(fā)布日期：2009-10-26
大腦皮層是大腦最大最復(fù)雜的組成部分，哺乳動(dòng)物——尤其是人類，具有高度發(fā)達(dá)的大腦皮層。雖然已知組成大腦皮層的神經(jīng)元最初都是由干細(xì)胞分化而來，并且不可逆地形成大腦皮層各個(gè)不同區(qū)域，但干細(xì)胞分化成各類神經(jīng)元的機(jī)制一直是科學(xué)界還未解開的謎團(tuán)。
索爾克生物研究所的科學(xué)家在一篇發(fā)表于10月11日Nature Neuroscience雜志上，首次發(fā)現(xiàn)關(guān)于上述問題的遺傳機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)，LIM同源結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄因子Lhx2(LIM homeodomain transcription factor Lhx2 )在某一關(guān)鍵期能夠決定干細(xì)胞分化的命運(yùn)。
胚胎時(shí)期的大腦發(fā)育經(jīng)歷著不同的階段：從萬能干細(xì)胞(omnipotent stem cells)到大腦皮層祖細(xì)胞(cortical progenitor cells)，最終分化為不同的功能區(qū)。在神經(jīng)形成(neurogenesis)早期，神經(jīng)上皮細(xì)胞(neuroepithelial cells)通過對(duì)稱分裂，形成神經(jīng)上皮細(xì)胞庫，然后分化為放射狀膠質(zhì)細(xì)胞(radial glia)，該細(xì)胞分化形成的神經(jīng)元組成大腦各個(gè)功能區(qū)的灰質(zhì)(gray matter)。
之前有研究發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)因子Fgf10控制著神經(jīng)上皮細(xì)胞向放射狀膠質(zhì)細(xì)胞的分化時(shí)間。而在接下去的分化方向上，研究人員猜測(cè)，同源結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄因子Lhx2起著重要的作用。為了驗(yàn)證該假設(shè)，研究人員在老鼠胚胎干細(xì)胞不同發(fā)育階段剔除Lhx2。
研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)神經(jīng)上皮細(xì)胞分化為放射狀膠質(zhì)細(xì)胞過程中剔除Lhx2，新大腦皮層轉(zhuǎn)化為嗅覺皮層。而比上述試驗(yàn)晚一天進(jìn)行的試驗(yàn)中，并未出現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化結(jié)果。該研究結(jié)果表明，Lhx2控制著干細(xì)胞向嗅覺皮層的方向分化。
