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(資料圖片)

哺乳動物大腦新皮層是一個極其復(fù)雜并且高度組織化的結(jié)構(gòu)，它占整個大腦體積和質(zhì)量的絕大部分，調(diào)控感知、語言、情感、認知等高級神經(jīng)功能。哺乳動物大腦新皮層在發(fā)育過程中，產(chǎn)生數(shù)量龐大且種類繁多的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元可以形成特異的神經(jīng)突觸連接，進而組裝成精準(zhǔn)復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以調(diào)控各種復(fù)雜的行為活動。但是，目前對這些神經(jīng)元的相互識別、空間排布機制仍了解甚少。

近日，發(fā)表在《Nature》上題為“Patterned cPCDH expression regulates the fine organization of the neocortex”的研究中，來自清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、清華-IDG/麥戈文腦科學(xué)研究院、生命科學(xué)聯(lián)合中心、生物結(jié)構(gòu)前沿研究中心的研究團隊首次揭示了細胞表面分子（集簇性原鈣粘蛋白）cPCDHs在大腦新皮層興奮性神經(jīng)元中的組合表達呈現(xiàn)規(guī)律性，并且這種規(guī)律性表達調(diào)控新皮層神經(jīng)元的單細胞水平精細空間結(jié)構(gòu)排布和功能神經(jīng)環(huán)路組裝，為深入理解大腦結(jié)構(gòu)和功能提供了全新的分子機制。

研究人員結(jié)合遺傳學(xué)、神經(jīng)細胞發(fā)育譜系熒光標(biāo)記示蹤、單細胞基因表達深度測序、全腦三維重構(gòu)和神經(jīng)細胞嵌合式的功能性分析等，揭示了cPCDH在神經(jīng)元中的表達新模式，即在大腦新皮層興奮性神經(jīng)元中，cPCDH亞型的組合表達不是隨機的，而呈現(xiàn)與神經(jīng)元發(fā)育史和空間位置緊密關(guān)聯(lián)的表達規(guī)律，進而在單細胞水平調(diào)控神經(jīng)元的精細空間分布和突觸連接。

該項對cPCDH家族在大腦新皮層中的表達和功能的深入研究不僅對認識腦結(jié)構(gòu)和理解腦功能極為關(guān)鍵，也為診斷和治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病提供思路和方向。