近日，Cell Reports在線發(fā)表了題為《細(xì)胞核定位的FGF13異構(gòu)體通過(guò)表觀基因組學(xué)的機(jī)制參與調(diào)控出生后小鼠海馬的神經(jīng)發(fā)育》的研究論文。該研究由中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（神經(jīng)科學(xué)研究所）、上海腦科學(xué)與類(lèi)腦研究中心、神經(jīng)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員周嘉偉團(tuán)隊(duì)和南京醫(yī)科大學(xué)教授胡剛團(tuán)隊(duì)共同完成。

　　海馬的正常發(fā)育和可塑性對(duì)人和動(dòng)物出生后的學(xué)習(xí)和記憶的建立十分重要。小鼠的海馬發(fā)育主要在出生后進(jìn)行，其中齒狀回顆粒細(xì)胞下層的神經(jīng)干細(xì)胞不斷增殖分化，產(chǎn)生新的神經(jīng)元，并在出生早期迅速擴(kuò)充海馬的體積，參與海馬的發(fā)育和可塑性。但該過(guò)程在出生2周左右迅速減緩，雖能持續(xù)到成年，但齒狀回神經(jīng)干細(xì)胞增殖和產(chǎn)生新神經(jīng)元的能力隨年齡增長(zhǎng)明顯減弱。FGF13基因屬于非分泌型成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子亞家族成員，與人類(lèi)性連鎖智力發(fā)育障礙疾病和癲癇密切相關(guān)，提示FGF13在海馬發(fā)育過(guò)程中可能發(fā)揮某種尚不為人知的作用。已有研究揭示，F(xiàn)GF13的另一個(gè)變構(gòu)體FGF13B是小鼠胚胎時(shí)期大腦神經(jīng)發(fā)育調(diào)控的重要分子。

　　研究發(fā)現(xiàn)，FGF13基因在小鼠出生后海馬齒狀回神經(jīng)干細(xì)胞中的表達(dá)水平呈現(xiàn)隨發(fā)育年齡增長(zhǎng)而下降的趨勢(shì)。FGF13基因是參與調(diào)控海馬神經(jīng)干細(xì)胞發(fā)育的重要分子。FGF13基因缺失導(dǎo)致海馬神經(jīng)干細(xì)胞產(chǎn)生新神經(jīng)元的能力在小鼠尚未成年時(shí)提前下降，成年后小鼠海馬齒狀回體積明顯縮小，出現(xiàn)學(xué)習(xí)記憶能力下降等行為學(xué)變化。核定位異構(gòu)體FGF13A主要參與抑制神經(jīng)干細(xì)胞分化，維持神經(jīng)干細(xì)胞和神經(jīng)前體細(xì)胞持續(xù)增殖和擴(kuò)增。該作用系通過(guò)調(diào)節(jié)染色質(zhì)重塑復(fù)合物蛋白，改變細(xì)胞染色質(zhì)開(kāi)放狀態(tài)，而實(shí)現(xiàn)維持海馬神經(jīng)干細(xì)胞的自我更新和擴(kuò)增能力（如圖）。該研究揭示出細(xì)胞核定位的成纖維細(xì)胞因子的生物學(xué)功能及分子機(jī)制，為深入理解人類(lèi)大腦學(xué)習(xí)記憶的發(fā)育障礙以及神經(jīng)變性過(guò)程提供了新線索。

　　該研究由腦智卓悅匯中心博士后楊喬喬及合作者完成。研究工作得到中科院院士、中科院上海高等研究院研究員張旭，研究員嚴(yán)軍，以及腦智卓越中心實(shí)驗(yàn)鼠房、光學(xué)成像平臺(tái)和分子細(xì)胞技術(shù)平臺(tái)的支持。研究工作得到中科院、科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)的支持。

　　論文鏈接

　　FGF13基因參與小鼠海馬發(fā)育的調(diào)控。FGF13核定位異構(gòu)體FGF13A與海馬神經(jīng)干細(xì)胞的數(shù)量及神經(jīng)發(fā)生能力隨小鼠的發(fā)育和年齡增長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)。FGF13A主要促進(jìn)海馬神經(jīng)干細(xì)胞的自我更新和增殖，抑制神經(jīng)干細(xì)胞和前體細(xì)胞的分化，從而在發(fā)育和年齡增長(zhǎng)過(guò)程中維持齒狀回顆粒下層的神經(jīng)干細(xì)胞的數(shù)量和擴(kuò)增的能力。而胞漿定位異構(gòu)體FGF13B在神經(jīng)干細(xì)胞分化過(guò)程中上調(diào)，說(shuō)明正常的海馬發(fā)育需要不同異構(gòu)體的協(xié)同作用。

來(lái)源： 腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心