基因编辑技术揭示人类大脑进化机制2025-08-26 08:36:10
在已经揭示人类和非人灵长类动物大脑皮层细胞分裂和分化事件时间差异的基础上,研究者通过将类器官结合单细胞RNA测序弥补传统转录组测序的局限性,从单细胞的基因表达水平,反映细胞间的异质性,且提供了在原代组织和类器官之间,甚至跨物种比较同源细胞类型中基因表达的机会;结合基因编辑技术以增强类器官的可操作性;此外,还应用细胞融合、生物统计学等技术和方法,进一步在分子水平上探索人类特异性进化的基因调控机制。Kanton等人分析了人类、黑猩猩和猕猴的大脑类器官的分化轨迹,发现人类特异性的基因调控机制导致神经元的发育速度比其他两种非人灵长类动物更慢。Salama团队进一步探索了导致人类与非人灵长类动物的脑类器官分裂和分化差异的分子机制,发现瞬时表达的长非编码RNA对早期皮质细胞分化命运规范有潜在作用。Eichler团队通过无监督聚类分析比较人类的原代神经元、黑猩猩和人脑类器官的单细胞RNA测序数据集,发现人类特异性结构变体在人类下调的基因附近富集,特别是在类似于放射状胶质神经祖细胞的细胞中。
Pollen等比较放射状神经胶质细胞和神经元的差异表达基因,揭示了人类大脑皮质显著特化的分子途径——在放射状神经胶质细胞中关键信号通路PI3K/AKT/mTOR的活性增加。Benito-Kwiecinski等人和Cubillos等人研究和比较来自人和非人灵长类动物来源的脑类器官,寻找驱动新皮层扩张的分子机制,分别发现ZEB2因子的表达延迟可导致细胞形态由神经上皮细胞向放射状神经胶质细胞转变的过渡状态时间延长。
出自《类器官技术在非人灵长类动物中的研究进展》作者:何思源, 孙祥琳, 龙恩武。
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