灵长类动物大脑发育综合地图出版
艾伦脑科学研究所的研究人员发表了一篇深入分析全面的分子图谱在非人类灵长类动物大脑发育。这种分析揭示了大脑发育的遗传密码的功能进化相对密切,同时揭示人类大脑发展相比之下的截然不同的特征。这项研究是基于国立卫生研究院(NIH)蓝图非人灵长类动物(额定马力)阿特拉斯艾伦研究所创建的一个公开可用的资源和他的同事们在加州大学戴维斯和加州国家灵长类动物研究中心。这个资源可以让研究人员了解健康的大脑发展的基础,许多神经精神疾病。分析阿特拉斯本周刊登在杂志上自然。
“这是我们最完整的时空图对于任何哺乳动物的发展,我们已经在一个模型系统,提供直接意义的洞察人类大脑的发展,结构,功能,”Ed Lein说艾伦脑科学研究所博士,研究员。“这特殊数据集用于探索精确基因活跃在何时何地与大脑发育的事件和脑部疾病的发生。”
”与美国国立卫生研究院合作在这个项目上允许我们利用艾伦研究所的独特的能力来生成高质量、大规模的数据资源,使全世界科学界做出有价值的发现,”艾伦·琼斯说,博士,首席执行官艾伦研究所。
日冕部分通过大脑皮层和小脑的成年恒河猴大脑用尼氏小污点标记标签所有神经元和神经胶质细胞的身体。信贷:艾伦脑科学研究所
“虽然我们知道的很多细节基因表达在成年人的大脑,映射在发展基因表达的缺失的链接对理解疾病如自闭症和精神分裂症的遗传学,”托马斯·r·Insel说博士,前国家心理健康研究所的主任。“这新地图集将下一代的基础研究将神经发育障碍的遗传学的发展特定的大脑通路。”
额定马力阿特拉斯的目标是将现代转录组的技术和解剖的丰富的历史发展的研究通过测量基因活动的一系列十产前及产后大脑发育的重要阶段。在每个阶段一种激光显微解剖技术被用来精确地分离细层和核的皮层和皮层下脑区与人类精神疾病有关,从而创建一个高分辨率的时间序列的生成和成熟这些大脑区域及其潜在的细胞类型。基因表达数据分辨率辅以神经影像学和组织学和细胞基因表达的参考数据。
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“这时间序列揭示了基因代码极其复杂的人类大脑,”特里肯说,医学博士,博士,在艾伦脑科学研究所科学家II。“产前发展异常迅速的变化反映在基因的使用,然而,许多成熟的分子特征的大脑才取得了令人惊讶的是在开发时产后后期可以影响大脑发育的身体活动和社会互动。”
因为阿特拉斯有针对性的与人类疾病相关的大脑区域,作者与贝勒医学院的同事们使用这种分子地图确定候选基因在何时何地自闭症和精神分裂症等疾病变得活跃。在产前与孤独症相关的基因尤为活跃在新生成的神经元,大脑皮层与其他研究一致,自闭症的早期发病病理。相比之下,精神分裂症的基因变得活跃很久以后在开发中,还在大脑皮层神经元,这与疾病的后发病。
“这巨大的资源是免费的研究团体,将指导重要许多发育障碍的病因学研究多年来的,说米歇尔·弗洛伊德博士,国家精神健康研究所项目官员。
最后,通过比较这些数据类似人类和老鼠的基因表达数据,研究人员表明,许多基因在灵长类动物和啮齿动物相比,表现出不同的发展轨迹和许多更少的猴子和人类之间的差异。人类大脑的发展是独特的,其特征是异常长期的发育可塑性,称为性早熟。“我们发现基因的证据显示监管与幼态持续一致,但有一点不一样,“Lein博士说。一组人类基因显示两种模式,大幅改变表达早于其他物种,紧随其后的是一个长时间的增加持续时间比猴子。“这些发现显示的价值密切相关的非人类的灵长类动物研究进化的特点密切的亲戚和识别人类大脑的独特功能与我们的认知能力和对某些疾病的易感性相关。”
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出版
肯特et al。一个全面的灵长类动物大脑发育的转录图谱。自然,2016年7月13日在线发表。doi: 10.1038 / nature18637
