大阪大学研究人员发现大脑发育过程中信号通路的时间安排导致了相关物种间大脑结构的差异
大阪，日本——大脑的外层区域，即皮层，具有特定层次的不同细胞——神经元——这些层次在所有哺乳动物中都以相似的方式排列，从小老鼠的大脑到巨大的大象大脑。然而，不同细胞层的比例在物种间差异很大，关于这种变异如何发生以及为何发生，人们知之甚少。
现在，大阪大学的研究人员经过对发育中脑细胞的深入研究，提出这些差异与早期发育过程中特定信号的时间安排有关。这些发现已发表在《EMBO杂志》上。
研究团队首先特别关注大鼠皮层，注意到与包括小鼠在内的其他七种哺乳动物相比，大鼠的深层——相对于上层皮层——要大得多。
在这一初步发现之后，研究人员更详细地比较了大鼠和小鼠——它们最近的进化亲属——的大脑。随后报告称，这种差异是由于深层神经元数量更多，而不仅仅是层面积更大。
研究第一作者Yuki Yamauchi表示："我们接下来想要了解深层神经元数量的这种差异是如何产生的。通过在大鼠和小鼠中使用细胞标记技术，我们发现大鼠的神经祖细胞产生了更多的深层神经元。"
神经祖细胞是一种在大脑发育过程中生成神经元的干细胞。为了了解为什么大鼠大脑在早期发育中会产生更多的深层神经元，研究人员评估了小鼠和上层和深层神经元产生的时机。
有趣的是，小鼠在祖细胞切换为产生上层神经元之前，只产生一到两天的深层神经元，而大鼠则产生大约四天的深层神经元后才进行这种切换。
大鼠和小鼠之间的这种差异可能是由参与Wnt信号传导的分子表达时间不同造成的，这一过程已知对调节皮层发育时间很重要。Wnt糖蛋白对于执行各种细胞过程至关重要，而大鼠的Wnt信号传导基因表达时间延长，导致深层神经元的产生延长。
研究资深作者Ikuo Suzuki指出："除了强调大鼠相对于其他哺乳动物的异常皮层结构外，我们还证明了这种变异源于神经祖细胞不同的'老化速率'。这一发现拓宽了我们对相关物种间大脑结构差异背后的机制的理解。"
这些来自发育中大鼠皮层的发现将有助于更深入地理解人类大脑的进化。反过来，这也可能有助于拓宽我们对发育和神经障碍机制的认识，为再生医学带来令人兴奋的潜在应用。
文章"物种间哺乳动物皮层神经元组成的多样性源于神经发生的异时性"发表在《EMBO杂志》上，DOI: 10.1038/s44318-026-00806-z
关于大阪大学：
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参考文献信息：
标题: 物种间哺乳动物皮层神经元组成的多样性源于神经发生的异时性
期刊: 《EMBO杂志》
作者: Yuki Y. Yamauchi, Xuanhao D. Sheu, Rafat Tarfder, Takuma Kumamoto, Jun Hatakeyama, Haruka Sato, Pauline Rouillard, Merve Bilgic, Shuto Deguchi, Tomonori Nakamura, Yusuke Kishi, Kazuo Emoto, and Ikuo K. Suzuki
DOI: 10.1038/s44318-026-00806-z
资助方:
日本医疗研究开发机构
日本科学技术振兴机构
文章发表日期: 2026年5月22日
相关链接:
人类进化功能基因组学实验室
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