:从一些观点来看，基因表达能够较好的带动周边市场的快速发展，是核心的动力。
本文转载自“生物物理研究所”原标题为：生物物理所等绘制出人脑额叶发育的单细胞图谱。
额叶皮层参与人脑的高级智力活动是人类思想的重要物质基础。伴随着从灵长类祖先进化到现代人类的过程人类大脑容量增加了三倍并主要体现在额叶皮层面积的增加上。额叶皮层是大脑中最重要的区域之一具有极复杂且广泛的神经分布和双向联系例如额叶皮层与丘脑、尾状核、苍白球、杏仁核、海马之间有着丰富的直接联系并通过这些结构与下丘脑和中脑之间实现间接的神经联系而这些神经联系也是额叶皮层多种生理心理功能的重要生物学基础。然而当研究对“人脑额叶到底由哪些细胞组成这些细胞又是如何在胚胎发育过程中产生的”等脑科学问题知之甚少。
在该研究中研究人员通过单细胞转录组测序发现动态发育的人类胚胎额叶皮层主要由神经干细胞、兴奋性神经、抑制性神经、星型胶质细胞、少突胶质细胞、小胶质细胞等六大类细胞组成并进一步把这六大类细胞精确划分为个独立的细胞亚型深入挖掘了各个细胞类型关键基因表达特征及其重要生物学含义。研究发现中间体细胞ipc对神经发生特别是灵长类动物的神经发生同样起着重要作用。经过系统数据分析和多层次实验验证研究提出ipc的产生具有两个关键爆发期一个是在胚胎发育周左右ipc主要由rg大量产生而另一个峰值则发生在胚胎发育周左右ipc由rg大量产生。正是通过ipc在这两个爆发期的形成数量庞大的神经才能在短暂的大脑皮层发育时期内快速生成进而形成结构复杂、功能丰富的额叶皮层。
m分析解释人额叶皮层发育的细胞谱系图?
在额叶皮层中起着尤为关键作用的是众多神经细胞。绝大部分新生神经在人类胎儿出生就已经开始分化和迁移但当研究对这些关键神经发育事件的具体发生时间并不清晰。通过对神经单细胞转录组数据的系统分析和深度挖掘研究首次揭示了在人类大脑额叶皮层发育过程中兴奋性神经生成、迁移和成熟的三个关键阶段：-周神经干细胞大量增殖阶段；-周神经干细胞分化并大量产生新生神经同时伴随着新生神经的迁移阶段；-周神经开始逐渐成熟表达关键功能蛋白并初步形成有功能的神经络阶段。神经细胞形成具有功能的神经络的过程是大脑发育的一个非常重要的阶段王晓群课题组利用电生理等手段对人类围产期周的额叶皮层进行了深入功能研究发现在额叶皮层中很多神经已具备正常发放钠钾电流的能力深层脑区神经已具备发放epsc和ipsc等功能。
此外该研究也对脑发育领域内一直存在分歧的问题进行了探索。例如抑制性神经是否能在皮层中原位产生的问题一种观点认为皮层的抑制性神经只来源于位于大脑腹侧的神经节隆起区域 并迁移到皮层；另一种观点认为有少量抑制性神经可能是皮层自身原位产生。在该研究中研究人员通过单细胞转录组测序和免疫染色等技术手段发现在早期额叶皮层中已存在少量抑制性神经的体细胞但这部分体细胞大多数处于细胞周期的静息期很可能暂时并不具备分裂生成神经的活性。同时转录组数据分析也表明额叶皮层中兴奋性神经的成熟要早于抑制性神经。
王晓群、乔杰、汤富酬、张军为该研究论文的共同通作者博士研究生钟穗娟、张书博士范晓英、吴倩、闫丽盈为共同一作者。该研究得到了国家重点基础研究发展计划、中科院战略性先导科技专项、国家自然科学基金等的资助。相关研究成果以s- rna-s 为题发表在《自然》上。