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张旭小组发现调控大脑发育的新机制

本报讯(记者黄辛)国际学术期刊《细胞》于6月22日发表了中科院上海生科院神经科学研究所张旭小组的最新研究,揭示了成纤维细胞生长因子13B(FGF13B)在大脑和智力发育中的调控作用。审稿人指出,该研究鉴定了一个新的微管相关蛋白,并分析了其在体内和体外对轴突生长及迁移的影响。研究表明,FGF13可能与智力障碍相关,这一发现引起了广泛关注。

大脑皮层和海马是形成学习与记忆等脑功能的关键区域,其发育异常可能导致智力障碍。人类X染色体上的基因缺陷或变异可能导致大脑发育迟滞,从而引发儿童智力发育障碍,称为X-连锁智力障碍综合征。FGF13基因位于X染色体,已有病例研究提示FGF13基因缺陷可能与此类障碍相关。FGF13B是一种非分泌性蛋白,其在脑发育中的具体功能尚不明确。

在张旭的指导下,博士研究生吴青峰和杨柳等观察到,在大脑发育过程中,皮层和海马的神经细胞表达FGF13,并发现其剪接异构体FGF13B蛋白聚集在神经元生长锥中,与微管蛋白结合。微管作为细胞骨架在神经细胞发育中发挥重要作用。研究人员发现,FGF13B不仅促进微管蛋白聚合形成微管,还能稳定微管,从而使发育中的神经细胞能够生长出传递信号的轴突,并引导神经细胞迁移至正确的脑皮层区域。

张旭表示,降低FGF13B的表达水平会导致神经元迁移迟滞;FGF13基因敲除小鼠显示出由于神经细胞迁移迟滞造成的大脑皮层和海马结构分层异常,无法正常进行学习与记忆。这些脑功能异常与X-连锁智力障碍患者的表现相似。

张旭研究组的发现表明,FGF13B作为微管稳定蛋白,是调控大脑结构和智力发育的关键分子之一。专家认为,这一发现对于理解大脑发育的调控机制、FGF家族成员的功能及儿童智力障碍具有重要意义。

(责任编辑:glia)