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大脑，这个由数十亿个相互通信的细胞组成的精致网络，随着神经细胞的产生而逐渐形成。大多数新生的神经细胞，也称为神经元，必须从它们的出生地迁移到成年大脑中所占据的位置。来自索尔克生物研究所的研究人员发现了一种在某些迁移神经元表面表达的分子，帮助它们在迁移过程中找到正确的位置。

研究人员在《神经科学杂志》的四月刊中报告称，降低这种名为MDGA1的粘附分子的水平，会阻止正常产生该蛋白的神经元达到其适当位置，从而导致大脑畸形。

该研究的高级作者、分子神经生物学实验室的教授Dennis D. M. O'Leary博士表示：“神经元的正确定位对于适当的神经连接发育至关重要，而这又对建立正常、功能良好的神经系统至关重要。”

神经元在大脑中迁移，但这种迁移对于大脑皮层的发育尤为重要。大脑皮层如同覆盖在大脑其他部分上的帽子，负责感知、较高层次的推理以及在人体中，语言的功能。在哺乳动物中，最大且进化上最新的皮层部分，即新皮层，其解剖特征是六层水平结构。

新皮层从一层基础细胞区域向外发育。从该区域，爬行的神经元径向迁移到发育中的皮层的表面部分，形成层状结构。形成第2层和第3层的神经元是最后出生的，因此必须穿过早期形成层中的细胞，以到达将成为最外层的区域。没有MDGA1，这些神经元开始迁移，但在到达正常目的地之前就被卡住了。

MDGA1基因最初由O'Leary及其两位前博士后研究员E. David Litwack博士和Matthias Gesemann博士在大鼠中克隆和表征。他们表明，MDGA1是一种细胞粘附分子——一种使细胞能够附着在其他表面上的蛋白质，这对于它们的移动或静止并建立连接至关重要。他们还发现MDGA1在发育神经系统中迁移神经元的亚群体中表达，包括新皮层的第2层和第3层神经元，表明MDGA1可能实际上是迁移所必需的。

在本研究中，O'Leary和博士后研究员Akihide Takeuchi博士测试了这一假设。他们首先表明，第2层和第3层的神经元在迁移到目的地时会产生MDGA1蛋白。然后，利用一种名为RNA干扰的尖端分子技术，索尔克的研究人员沉默了MDGA1基因。为此，他们在胚胎小鼠中进行了细致的子宫内手术——将干扰RNA分子注入到靠近新皮层的侧脑室中。通过施加电流将RNA强制导入神经前体细胞，并随后被其后代神经元继承，阻止它们合成MDGA1蛋白。

当Takeuchi和O'Leary在小鼠出生几天后检查新皮层时，他们发现几乎所有含有干扰RNA的神经元都停滞在异常的深层位置，表明MDGA1蛋白的缺失阻碍了它们到达第2层和第3层的正常迁移，支持了最初的假设。现在的目标是确定MDGA1如何控制神经元迁移，以及其缺失的长期后果。

神经粘附分子的功能障碍已被先前与人类的神经缺陷相关联。已知一种名为L1的细胞粘附分子会影响神经系统其他部分的细胞迁移和定位。人类L1基因中发现了许多突变；携带这些突变的个体通常表现出严重的神经元定位和连接缺陷，这在临床上表现为脑积水、智力障碍和痉挛性截瘫等疾病。

MDGA1的突变是否会导致大脑疾病仍有待观察。O'Leary表示：“还有很多工作需要完成，需要开发适当的工具来进行这些工作，但我们相信这些研究最终将为理解基于神经元错位的神经疾病提供见解。”

索尔克生物研究所位于加利福尼亚州拉荷亚，是一个独立的非营利组织，致力于生命科学的基础发现、人类健康的改善以及未来研究人员的培训。乔纳斯·索尔克（Jonas Salk）博士于1955年研发的脊髓灰质炎疫苗几乎消除了这种致残疾病，该研究所于1965年在圣地亚哥市的土地捐赠和“为小儿麻痹症基金会”的财务支持下成立。