大脑发育的百年难题终于有解了:它其实是两个独立器官
研究者挑战了延续数百年的科学教条,发现脊椎动物的大脑并非源自单一的前体细胞,而是由两个彼此独立、互不相容的细胞谱系发育而来,这两个谱系各自独立演化。这一发育上的分野,使团队首次成功在实验室中培养出真正的人脑后脑神经元,为研究与治疗肌萎缩侧索硬化(ALS)与脊髓性肌萎缩等致命脑干疾病建立了新模型。几个世纪以来,解剖学家与神经科学家一直把大脑视为一个源自共同前体池的、单一而连续的器官。教科书模型坚持认为,一条主要的祖先谱系只是不断分化、分支,形成了神经系统复杂的区域特化。如今,斯坦福医学院发育生物学家领导的一项研究驳斥了这一基础假设。这篇发表在《自然神经科学》上的研究显示,我们所说的人脑,实际上是两个古老的、彼此独立的神经系统,在数亿年的演化史中并排组装起来的。该研究资深作者、斯坦福医学院发育生物学副教授凯尔·洛(Kyle Loh)博士说,他们首次证明,大脑前部与后部源自完全不同的前体细胞。他说,这一发现意味着,我们现在可以在培养皿......阅读全文
大脑发育的百年难题终于有解了:它其实是两个独立器官
研究者挑战了延续数百年的科学教条,发现脊椎动物的大脑并非源自单一的前体细胞,而是由两个彼此独立、互不相容的细胞谱系发育而来,这两个谱系各自独立演化。这一发育上的分野,使团队首次成功在实验室中培养出真正的人脑后脑神经元,为研究与治疗肌萎缩侧索硬化(ALS)与脊髓性肌萎缩等致命脑干疾病建立了新模型。几个
大脑“后勤”细胞参与指挥神经元发育
美国最新一期《科学》杂志刊载的报告显示,一向被视为大脑“后勤部队”的神经胶质细胞也参与指挥神经元发育,精确控制着神经元的生长位置和分化方向等。 神经元是生物感知外界信号、做出行动乃至产生思想的基础,神经胶质细胞则是神经元之间的填充物,在大脑中占据大部分空间。长久以来,人们认为神经胶质细胞是大脑
新技术改进帕金森等疾病治疗策略
3月18日,《细胞—干细胞》(Cell Stem Cell)以封面文章形式,在线发表中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)研究员陈跃军团队的论文,研究人员通过建立跨分化阶段高通量谱系示踪新技术-SISBAR,解析了人多能干细胞分化为腹侧中后脑神经细胞的单细胞谱系,发现了许多新的谱系
人多能性干细胞ESCs/iPSCs在诱导脑类器官的应用(一)
过去,中枢神经系统(CNS)药物研究主要依赖于啮齿动物模型或细胞体外模型等传统方法。由于人类和啮齿类动物间的物种差异,所获得的数据难以真实地模拟神经发育和疾病机制等。随着干细胞技术的发展,培养人大脑类器官成为目前神经科学研究领域炙手可热的研究项目。大脑类器官是模拟人脑的生理特性的独特的工具,可用于研
科学家建立跨分化阶段高通量谱系示踪新技术
2023年3月18日,《Cell Stem Cell》期刊以封面文章的形式在线发表了中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、神经科学国家重点实验室陈跃军研究组题为《人神经分化过程中跨时间段的克隆谱系追踪》的研究论文,该研究通过建立能够跨分化阶段高通量谱系示踪新技术-SISBAR,解
中科院脑智卓越中心建立跨分化阶段高通量谱系示踪技术
2023年3月18日,《Cell Stem Cell》期刊以封面文章的形式在线发表了中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、神经科学国家重点实验室陈跃军研究组题为《人神经分化过程中跨时间段的克隆谱系追踪》的研究论文,该研究通过建立能够跨分化阶段高通量谱系示踪新技术-SISBA
研究显示:神经干细胞发育解析效果提升显著
神经干细胞竟在发育极早期就发生分支 核心数据:一项发表于《Science Advances》的新研究挑战了经典的大脑皮层“由内向外”发育模型。研究人员利用双标记嵌合分析(MADM)单细胞谱系追踪技术发现,放射状胶质前体细胞在脑发育极早期便分裂为相互平行、命运各异的发育分支,而非按时间顺序先后产生深
Nat-Commun:大脑运动中枢发育的关键基因
近日,渥太华医院研究所科学家在Nature Communications杂志上发表了一份报告,描述一个特定基因Snf2h对小脑发育的作用。Snf2h对于是一个健康小脑是重要的,小脑是平衡、精细运动控制和复杂物理运动正常发展的主控制中心。 运动员和艺术家表演非凡的壮举依靠他们小脑。同时,小脑是我
华人团队发表《Cell》推翻成年哺乳动物大脑神经发生理论
科学家们曾经认为,哺乳动物成年后已经具备了所有神经元。但是60年代的研究发现,在成人大脑的某些部位仍会产生新神经元。90年代的开创性研究帮助确定了它们的起源和功能。 最新Cell杂志发表的一篇报道指出,在小鼠身上,单一的神经祖细胞谱系有助于胚胎、早期出生和成年后海马神经发生,并且,这些细胞在一
传统模型-vs-新发现:大脑也许由两套系统拼成
长期以来,科学家把大脑当作一个单一器官来对待,理由也很直接:它看起来来自同一个发育起点。斯坦福医学院领衔的新研究,正在挑战这个基本假设。按照新的说法,我们称之为「大脑」的这个东西,实际上是由两套系统构成的——它们在数亿年的演化过程中分别出现,最终被组合在同一个颅腔里。数十年来占据主导的模型认为,整个
单个神经祖细胞促进海马体中的神经发生
科学家们曾经认为,哺乳动物在进入成年期时,拥有它们所拥有的所有神经元,但是上世纪60年代的研究发现,成年大脑的某些部位会产生新的神经元,而上世纪90年代的开创性研究帮助确定了它们的起源和功能。如今,在一项新的研究中,来自美国宾夕法尼亚大学的研究人员在小鼠身上发现单个神经祖细胞(neural pr
干细胞再生让大脑“年轻”
科学家曾认为哺乳动物在进入成年期时所有神经元都已形成,直到上世纪60年代才发现,成年人大脑的某些部位依旧会产生新的神经元,而上世纪90年代的研究则进一步证实了这些神经元的来源和功能。近期,研究人员在小鼠中发现神经祖细胞的单一谱系参与了胚胎期、出生后早期和成年期海马区的神经发生,并且这些细胞在小鼠
干细胞再生让大脑“年轻”
科学家曾认为哺乳动物在进入成年期时所有神经元都已形成,直到上世纪60年代才发现,成年人大脑的某些部位依旧会产生新的神经元,而上世纪90年代的研究则进一步证实了这些神经元的来源和功能。近期,研究人员在小鼠中发现神经祖细胞的单一谱系参与了胚胎期、出生后早期和成年期海马区的神经发生,并且这些细胞在小鼠
心脏病如何影响脑发育
很多儿童患有先天性心脏病(CHD),在美国,这是最常见的出生缺陷之一。这些患儿不仅心脏有功能障碍,也容易出现行为、思维和学习等中枢神经系统功能异常。现在,研究人员首次揭示了心脏畸形诱发的大脑缺氧如何阻碍新生儿的大脑发育。这为研发能在婴儿出生前使用的潜在疗法铺平了道路。 波士顿儿童医院儿童神经病
星形胶质细胞衍生的-ATP为-ASD-的潜在分子参与者
自闭症谱系障碍(ASD)是一种常见的神经发育障碍。ASD 的潜在机制尚不清楚。在 ASD 患者和动物模型中注意到星形胶质细胞的改变。然而,星形胶质细胞功能障碍是小鼠 ASD 样表型的因果关系还是结果尚不清楚。2 型肌醇 1,4,5-三磷酸 6 受体 (IP3R2) 介导的 Ca2+ 从细胞内 C
《干细胞》:大脑干细胞移植新发现
在新一期的《Stem Cell》杂志上,来自瑞典哥德堡大学健康科学研究院(The Sahlgrenska Academy)大脑修复与复原中心的研究人员发现,如果一种叫做星型胶质细胞的脑细胞不被激活,那么植入鼠脑的干细胞就能够产生更多、更成熟的神经细胞。这一重要发现是干细胞研究领域的一项重大进步。
揭秘人体“司令部”,研究绘制大脑早期发育遗传图谱
19世纪,现代神经科学之父圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔将大脑比作“拥有千亿棵树的森林”。在这片复杂的“森林”中,大约有860亿个神经元与数万亿个突触相连。尽管已经获得许多关于大脑的重要发现,但和这片复杂的“森林”相比,我们对它的理解仍然只是冰山一角。现在,科学家们正进一步揭开人体“司令部”——大脑早期遗传
揭秘人体“司令部”,研究绘制大脑早期发育遗传图谱
19世纪,现代神经科学之父圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔将大脑比作“拥有千亿棵树的森林”。在这片复杂的“森林”中,大约有860亿个神经元与数万亿个突触相连。尽管已经获得许多关于大脑的重要发现,但和这片复杂的“森林”相比,我们对它的理解仍然只是冰山一角。现在,科学家们正进一步揭开人体“司令部”——大脑早期遗传
大脑发育过程中神经干细胞不对称细胞分裂的机制
人类大脑发育是一个复杂但是在时空上非常有序的精确组装过程。神经生物学家们近百年来一直致力于弄清楚体内调控大脑及神经系统发育的细胞分子机制。目前已经发现神经干细胞的不对称细胞分裂(Asymmetric cell division,ACD)是大脑发育过程中神经干细胞增殖和分化的重要方式。神经干细胞通
干细胞发育阶段分类
胚胎干细胞(Embryonic Stem Cell)和成体干细胞(Adult Stem Cell)。 1、胚胎干细胞包括ES细胞(Embryonic Stem Cell)、EG 细胞(Embryonic Germ Cell) 2、成体干细胞包括神经干细胞(Neural Stem Ce11,N
干细胞发育阶段分类
胚胎干细胞(Embryonic Stem Cell)和成体干细胞(Adult Stem Cell)。 1、胚胎干细胞包括ES细胞(Embryonic Stem Cell)、EG 细胞(Embryonic Germ Cell) 2、成体干细胞包括神经干细胞(Neural Stem Ce11,N
利用两种大脑模型研究证明唐氏综合征治疗关键靶点
根据罗格斯大学的一项研究,唐氏综合征胎儿出生前锁定一个关键基因,将可能通过逆转异常的胚胎大脑发育从而改善出生后的认知功能。该论文6月6日发表于Cell Stem Cell。 利用可以转化为大脑中其它细胞的干细胞,研究人员开发了两种实验模型——一种活的3D“类器官”(Organoid)大脑模型和
利用两种大脑模型研究证明唐氏综合征治疗关键靶点
根据罗格斯大学的一项研究,在唐氏综合征胎儿出生前锁定一个关键基因,将可能通过逆转异常的胚胎大脑发育从而改善出生后的认知功能。该论文于6月6日发表在Cell Stem Cell 杂志上。 利用可以转化为大脑中其它细胞的干细胞,研究人员开发了两种实验模型——一种活的3D“类器官”(Organoid
遗传发育所小颅畸形症致病机制研究取得进展
3年前,WDR62基因突变被发现与小颅畸形症(microcephaly, MCPH)和智力低下密切相关。目前WDR62基因突变已被公认是造成MCPH的第二大主因。但是,有关WDR62的大脑发育过程中的功能和作用机制,以及WDR62突变如何导致小颅畸形症的致病机制尚不清楚。 中科院遗传与
Science:揭示水螅再生神经系统的过程
微小的水螅是一种淡水无脊椎动物,与水母和珊瑚有亲缘关系。把水螅切成两半,几天内它的身体和神经系统就会再生。加州大学戴维斯分校(University of California, Davis)的研究人员现在追踪了水螅细胞的命运,揭示了三种干细胞如何变成神经、肌肉或其他组织。 加州大学戴维斯分校(
吴青峰团队揭示下丘脑神经元多样性的起源
对大脑发育的机制理解需要对神经祖细胞类型,其谱系规范以及有丝分裂后神经元的发育成熟进行系统的调查。基于单细胞转录组学分析的累积证据揭示了皮质神经祖细胞的转录异质性,它们的时间模式以及发育中的哺乳动物新皮层中兴奋性神经元和抑制性中间神经元的分化轨迹。然而,下丘脑的发育等级代表着保守但极其多样和复杂
科学家构建脑类器官模型,为研究人类大脑提供新窗口
·“目前尚无人源性SpV模型,这限制了对人体内SpV核团发育、功能及其病理机制的研究。因此,构建SpV类器官将为研究人类大脑提供新颖且重要的(有时甚至是唯一的)窗口。例如,如果希望在人源遗传背景下研究SpV核团,目前尚无其他有效的方法供选择。”脑科学是生命科学研究的重要领域之一,在理解人脑、干预脑疾
Nature揭示神经干细胞分化新机制
来自俄勒冈大学的研究人员在一项新研究中,通过探究果蝇的大脑揭示了一个新的干细胞机制,这可能有助于阐明人类神经元是如何形成的。相关研究论文在线发表在6月27日的《自然》(Nature)杂志上。 “我们所面对的问题是‘像神经干细胞这样的单一干细胞类型,是如何生成各种不同类型的神经元的?’”论文
斑马鱼神经元助力人类出生缺陷研究
报道:斑马鱼(zebrafish),是一种类似于鲦鱼(minnow)的热带淡水鱼,原产于喜马拉雅地区东南部,是研究人类疾病(包括脑部疾病) 的一种公认的重要工具。利用斑马鱼,科学家们可以确定单个神经元如何发育、成熟和支持基本的功能,如呼吸、吞咽和咀嚼运动。目前,密苏里大学医学院的研究 人
人类消化道细胞发育图谱系统揭示
据《自然·细胞生物学》杂志近日报道,北京大学科研人员在国际上首次从单细胞分辨率和全转录组水平,系统揭示了4种消化道器官在人类胚胎发育过程中的基因表达及其信号调控机制,以及不同细胞类型之间的精准发育路径和基因表达特征,对消化道生物学研究及相关癌症治疗等具有重要参考价值。 消化道主要由食道、胃、小