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鲁汶大学VIB研究所的Bassem Hassan研究小组发现了一种此前未知的机制，该机制在物种间高度保守，通过精确的时间控制对大脑发育至关重要的proneural蛋白家族活性，从而调控神经发生。这一机制——一种简单的可逆化学修饰——对于生成足够数量的神经元、促进其分化以及中枢神经系统的正常发育至关重要。

我们的神经系统由极其多样化的神经元构成。然而，只有少数蛋白质是生成和决定这些数十亿神经元身份所必需的。更少量的proneural蛋白启动并调控大脑发育和神经发生（神经干细胞生成功能性神经元的过程）。这些proneural蛋白是转录因子，能够控制其他蛋白质的表达。

它们仅在神经发生早期短暂表达。精确调控proneural蛋白活性的时间以及这种调控如何促进神经分化，是该系统有待阐明的一个关键方面。在极短的时间内，少量表达的蛋白质如何控制如此大量且多样化的神经元的生成？这些蛋白质短暂表达的原因和结果是什么？最后，实现神经系统发育的机制在物种间是否保守？

以往在果蝇和小鼠中的研究表明，在神经干细胞中，proneural蛋白最初以非常低的水平表达，随后通过自激活提高表达水平。这种突然的升高很快停止。因此，proneural蛋白的活性具有两个特征：显著的幅度和有限的持续时间。然而，一个通过自激活自身表达的蛋白质如何在表达高峰时消失？结果表明，存在一种此前未知的机制压倒自激活，同步了proneural蛋白表达的幅度和持续时间。

为了解答这些问题，Bassem Hassan研究小组研究了果蝇视网膜发育过程中proneural蛋白表达的控制及相关机制。这些蛋白质控制神经干细胞分化为视网膜神经元。

研究人员发现了一种二元的“全或无”机制，可以失活proneural蛋白：该蛋白质的一个组成部分在从果蝇、小鼠到人类的不同物种中高度保守，在这一区域内存在一种可逆的化学修饰（磷酸化）。这一机制促使功能性神经元网络的建立。

事实上，抑制这种磷酸化作用会改变proneural蛋白的活性，导致靶基因表达发生改变，从而阻止正常大脑发育。这些改变干扰了神经元的信号传导，对其数量和多样性产生负面影响。有趣的是，抑制这种“全或无”机制可使靶基因表达发生量变。活化和失活proneural蛋白之间的数量平衡似乎调控了神经发生的精细且精确的时间控制。

这些结果在另一个实验模型中得到验证，从而揭示了一种物种间高度保守且通用的机制，该机制调控大脑发育过程中的神经发生，并生成足够且多样化的神经元。

一些阻止这种化学修饰的突变可引发影响神经系统发育的疾病。因此，阐明这一机制最终可能推动开发出相应的治疗方案。此外，在人的一生中，成体会生成一些新神经元，帮助维持认知能力并在记忆中起重要作用。了解这一机制在成人神经发生中的作用，可能为对抗某些退行性疾病开辟有前景的途径。

神经发生包括神经干细胞增殖、均衡和不均衡分裂成为定向祖细胞、向功能区域迁移、发生可塑性变化并与其他神经元建立突触联系，从而产生神经功能的完整过程。最近，来自美国的研究人员通过结合两种相对较新的成像技术，对一个广为接受的神经发育模型提出了质疑。

来自同济大学生命科学与技术学院、中科院生物物理研究所的研究人员证实，在发育小鼠大脑中，LSD1共抑制因子Rcor2协调了神经发生。这一研究发现发表在《自然通讯》杂志上。

在发表在《细胞》杂志上的另一项研究中，研究人员还发现，在纹状体这一与运动控制和认知功能相关的大脑区域中，成人不断生成新的神经元，这些神经元可能在中风康复中起重要作用，并可能促成针对某些神经退行性疾病的新疗法。