1月16日，《自然》（Nature）在線發表了題為Decoding the development of the human hippocampus 的研究論文。該工作系統闡明了人海馬體胚胎髮育過程中的基因表達調控網絡和細胞命運決定因子，繪製了高精度發育細胞圖譜，解析了海馬發育過程中的不同細胞類型及其關鍵的分子與調控網絡。
海馬體，是由端腦的內側區域發育而來，是大腦中一個至關重要的特殊結構。海馬體是邊緣系統的一部分，在信息編碼、短時記憶、長時記憶、空間導航等方面發揮著重要作用，另外，海馬體和癲癇、智力障礙、阿爾茨海默病等多種病理的發病機制密切相關，引起了臨床醫生和神經科學家的廣泛關注。在阿爾茨海默氏症中，海馬體是最先受到影響的大腦區域之一，早期症狀包括記憶力喪失和定向障礙。海馬體的發育對於深入研究記憶功能形成的細胞和分子機制有著不可替代的必要性，雖然海馬體是脊椎動物大腦中一個進化上保守的器官，但對發育中的人類海馬體的細胞和分子特徵仍缺乏了解。
在該研究中，研究人員首次通過高通量單細胞轉錄組技術對人類胚胎期16周到27周海馬體關鍵發育期的30416個單細胞進行了測序，並利用經典的tSNE分析把細胞劃分為8大類，47個不同的細胞亞型。並對其中關鍵的神經幹細胞的動態發育進行系統的功能研究，深入闡明人腦海馬在動態變化的發育過程以及記憶功能環路形成的細胞基礎和分子機制。同時，該研究結合跨物種平台，多角度比較在海馬的進化過程中，人類與嚙齒類動物海馬的關鍵差異，全方位多層次地揭示海馬發育的重要關鍵時間節點以及關鍵基因，為相關疾病臨床應用和治療提供有力的前期基礎。
以上工作由中國科學院生物物理研究所、北京師範大學和北京大學合作完成。生物物理所研究員王曉群和北京師範大學教授吳倩為論文的共同通訊作者，生物物理所博士鍾穗娟、副研究員孫樂、博士生盧玉峰和北京師範大學博士丁文玉為論文共同第一作者。該研究得到科技部「973」項目、中科院先導專項、國家自然科學基金等的資助。
圖：人海馬胚胎髮育的動態路徑與調控關鍵分子
來源：中國科學院生物物理研究所