综述:尾侧神经节隆起来源的抑制性神经元的产生与功能

【字体: 时间:2025年08月02日 来源:TRENDS IN Neurosciences 15.1

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  这篇综述深入探讨了尾侧神经节隆起(CGE)作为胚胎发育中短暂神经发生微环境的关键作用,系统阐述了其产生的抑制性神经元亚型在维持大脑兴奋-抑制平衡中的核心机制。文章整合小鼠、非人灵长类和人类研究数据,揭示了CGE在进化中的扩张现象及其与精神分裂症(SCZ)、自闭症谱系障碍(ASD)等疾病的关联,特别强调了NR2F2/COUP-TFII、VIP、RELN等分子标记物的时空表达模式,为理解皮层环路组装提供了新的视角。

  

抑制性神经元及其发育起源

大脑神经环路由兴奋性和抑制性神经元共同构成。抑制性神经元通过释放γ-氨基丁酸(GABA)等神经递质,精确调控神经网络活动的同步性。这类神经元具有惊人的分子、形态和功能多样性,其源头可追溯至胚胎腹侧前脑的神经节隆起(GEs)。作为GEs最尾端的亚区,尾侧神经节隆起(CGE)在灵长类进化中表现出显著的扩张趋势,其产生的神经元占皮层抑制性神经元总量的30-50%,远高于小鼠等小脑物种。

CGE的分类解剖学特征

GEs位于胚胎腹侧前脑(又称腹侧端脑),受Shh、Fgfs和Wnt等发育信号梯度调控。解剖学上可分为外侧(LGE)、内侧(MGE)和尾侧(CGE)三个亚区。小鼠模型中,GEs在胚胎11-12天(E11-12)显现为脑室壁的两个突起,而人类在妊娠7周(GW)出现类似结构。值得注意的是,人类CGE沿侧脑室下角延伸形成独特的时空结构,这种解剖学特化在啮齿类中完全缺失。

CGE细胞群体特征

CGE室管膜区富含放射状胶质细胞(RG),这些神经干细胞通过不对称分裂维持自我更新。研究显示,RG与血管的锚定接触对神经发生具有调控作用——破坏这种接触会导致有丝分裂事件减少。单细胞转录组分析揭示了CGE存在Fabp7+、Wnt7b+等空间分隔的分子亚区,其中腹侧区高表达DLX2和NR2F2,表现出更强的增殖活性。

CGE的细胞类型贡献

该区域产生至少九种功能特异的神经元亚型:

  • VIP+神经元:具有快速适应性放电特性,主要分布于皮层2/3层

  • Reelin+神经元:包括延迟放电(LS)的CALB2+/CALB2-亚群

  • LAMP5+神经元:人类特有的迁移流持续到出生后

伪时间分析显示,人类CGE谱系最早分离出TOP2A+/HMGB2+祖细胞群,随后分化为NFIA+/ST18+等亚群。有趣的是,敲除标志物NR2F2的小鼠仍能产生典型CGE神经元,提示其身份决定存在代偿机制。

迁移路径与功能整合

CGE神经元通过三条特征性路径迁移:

  1. 内侧流:富含NR2F2+细胞

  2. 外侧流:以Sp8+细胞为主

  3. 尾侧流:输送CALB+神经元至海马

灵长类特有的LAMP5+/RELN+神经元流靶向内嗅皮层,这种进化创新可能与高级认知功能相关。电生理研究揭示,人类VIP+/PCDH20+神经元具有小鼠中未见的水平轴突分支形态,其高Sag特性可能支持复杂的皮层信息处理。

疾病关联与未来方向

CGE异常与多种神经发育障碍密切相关:

  • 结节性硬化症(TSC):患者类器官中出现的畸形细胞呈现CGE祖细胞特征

  • 精神疾病:SCZ和ASD风险基因在CGE神经元中显著富集

  • 癫痫:移植MGE神经元可抑制发作,但CGE神经元无此功能

关键悬而未决的问题包括:CGE亚区是否对应特定神经元谱系?血管微环境如何调控其神经发生?这些问题的解答将深化对大脑环路组装和疾病机制的理解。

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