《細胞》雜志首發人類大腦變得更大原因 分子開關ZEB2或起關鍵作用

人腦中神經元的數量是黑猩猩和大猩猩大腦的三倍!人腦為何大于其他類人猿的大腦呢?英國科學家在最新一期《細胞》雜志撰文稱首次發現了人類大腦變得更大的原因——一個關鍵的分子開關ZEB2或在其中發揮關鍵作用。

在最新研究中，劍橋醫學研究委員會分子生物學實驗室瑪德琳·蘭卡斯特領導的團隊比較了從人類、大猩猩和黑猩猩的干細胞中生長出來的“大腦類器官”。研究發現，與實際大腦的情況相似，人類大腦類器官比其他類人猿的類器官長得更大。

研究人員解釋說，在大腦發育早期階段，神經元由干細胞(神經祖細胞)形成，這些祖細胞最初呈圓柱形，這使它們很容易分裂成形狀相同的子細胞。而神經前體細胞增殖次數越多，以后出現的神經元就越多。隨著細胞成熟，增殖緩慢，細胞伸長，形成一個像伸展的錐狀冰淇淋。

研究發現，與其他類人猿相比，人類的祖細胞在更長時間內保持圓柱形，在這段時間內，它們分裂得更頻繁，產生更多細胞。因此，這種從神經祖細胞向神經元轉化速度的差異意味著人類細胞有更多時間繁殖。

為揭示導致這些差異的遺傳機制，研究人員比較了人類和其他類人猿大腦類器官的基因表達，發現一種叫做“ZEB2”的基因在大猩猩大腦類器官中比在人類大腦類器官中啟動得更快。

隨后，他們延遲了大猩猩大腦內ZEB2起作用的時間，結果發現這減緩了祖細胞的成熟，使大猩猩大腦的類器官發育得更像人類。相反，在人類祖細胞中更早啟動ZEB2基因則促進了人類類器官的過早轉化，使它們發育更像類人猿類器官。

蘭卡斯特說：“我們的新研究提供了一些關于人類大腦發育不同之處的初步見解，這些不同之處使我們區別于我們的近親——其他類人猿，我們和其他類人猿最顯著的區別就是我們的大腦更大。”

總編輯圈點

人類與其他哺乳動物的顯著不同，在于人類的大腦更大，即使與作為人類近親的靈長類動物相比也是如此。這一聽起來司空見慣的結論，背后卻包含大量科學奧秘。科學家已經試圖從進化的角度解釋這一現象，從神經學的角度來分析，其深層機制又是如何?揭示這一謎底的答案，將進一步促進科學家對人類大腦發育的理解。可喜可賀，人類大腦作為當今科學最前沿的疆界之一，其認知范圍再一次得到拓展。