Nature：人类，你的大脑为何能这么大

　　

生物通报道：复杂而庞大的人类大脑皮层被称为是“进化的最高成就”。那么，为什么人类大脑能比其他动物大那么多呢？加州大学旧金山分校的科学家们在本期Nature杂志上给出了自己的答案。

放射状胶质细胞（radial glial cell）是大脑中的一种关键性干细胞，它们负责在大脑生长时生成神经元，其中就包括皮层神经元。放射状胶质细胞生成神经元的时间、地点和程度，对皮层的大小、形状和功能有很大的影响。

Arnold Kriegstein和Michael Oldham领导研究团队比较了小鼠和人类的放射状胶质细胞。他们发现，在大脑皮层的发育过程中，这些细胞里激活的基因大部分相同。不过有18个基因只在人类放射状胶质细胞中有活性，PDGFD就是其中之一。

PDGFD在其他组织里是生长信号通路的关键成员。这种蛋白在初步实验中对大脑细胞的生长产生了很大的影响。进一步研究显示，PDGFD能作用于人类大脑中的前体细胞（包括放射状胶质细胞），是干细胞正常扩增的必要条件。（延伸阅读：Science颠覆性发现：新型干细胞专产“高级”神经元）

“这项研究首次向人们展示了，影响放射状胶质细胞增殖的信号通路。在哺乳动物的进化过程中，这些细胞的活性发生了很大变化，”Oldham说。“人类的大脑比小鼠大很多，我们认为PDGFD的表达是一个重要的原因。”

研究人员用PDGFD处理小鼠的放射状胶质细胞，结果大大加快了这些细胞的增殖速度。随后他们又在人类放射状胶质细胞中阻断了PDGFD的受体，大大减慢了这些细胞的扩增。

PDGFD促进人类大脑皮层生长的能力，可能有着重要的意义。在这种蛋白的帮助下，哺乳动物进化时大脑皮层显著增大，最终导致人类的出现，Kriegstein说。

“灵长类动物的脑部大小与认知能力有关，因此促进神经元增多的机制应该也和认知能力有一定的关联，”Kriegstein说。

哺乳动物的大脑皮层相差很大，举例来说，人类大脑比黑猩猩大三倍多。下一步，研究人员将会构建黑猩猩和人类的iPS细胞，比较这两个物种之间的基因表达差异。

 

生物通编辑：叶予

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