来自东北大学、国立神经学和精神病学中心及阳明交通大学的研究团队揭示了一种新的分子机制，通过这种机制，Kif23（一种属于驱动蛋白家族的马达蛋白）在胚胎大脑发育中发挥重要作用。这项研究于2024年12月4日发表在《EMBO Journal》上，强调了人类中Kif23缺乏可能导致小头畸形的问题。小头畸形的特点是大脑异常小，伴有发育和认知障碍。
“确切地说，小头畸形的原因很难确定，因为涉及许多复杂的相互作用因素。因此，连接基因突变与发育大脑结构和功能中断的具体分子途径一直不明确。”讲师Takako Kikkawa补充道：“通过更多了解这一过程，可以开发更针对和有效的治疗小头畸形的方法。”
研究助理Sharmin Naher表示，这项研究确定了一个先前未被充分探索的分子Kif23，作为胚胎大脑发育的关键调节因子。Osumi实验室团队发现了Kif23在各种哺乳动物（包括小鼠、雪貂和人类）发育皮层中的表达。这一发现强调了Kif23在哺乳动物大脑复杂发育中的进化保守作用。通过结合体内功能丧失实验和先进的成像技术，该团队研究了Kif23在小鼠模型中皮层发育的功能。
结果表明，Kif23对于神经祖细胞的正常增殖和分化至关重要。Kif23敲低导致细胞增殖显著减少，同时伴随着神经元分化和凋亡的增加。此外，研究团队发现，通过引入野生型人类Kif23可以挽救由Kif23敲低引起的表型，但与小头畸形相关的Kif23变异体则不能。
这项研究提供了对Kif23功能背后的分子机制的更深入见解。研究人员发现，Kif23缺乏会通过中断早期脑形成期间祖细胞分裂的多个方面来破坏祖细胞增殖。这些中断包括从对称分裂转变为不对称分裂，有丝分裂后期缺陷阻止了子细胞的正确分离，以及顶端表面结构完整性的损害，这对抗顶端祖细胞的维持至关重要。
Kif23作为胚胎大脑发育的关键参与者这一发现标志着一个重大突破。“我们的工作不仅强调了Kif23在大脑发育中的基本功能，还为小头畸形的发病机制提供了新的见解。”教授Noriko Osumi说，“这项研究还为调查调节大脑发育的相关遗传因素开辟了新的途径。”
小头畸形仍然是一个重要的公共卫生问题，目前可用的治疗选择有限。尽管基因筛查有助于早期诊断，但有效的治疗方法仍难以实现。当前的发现突出了一种新的分子靶标，可能推动精准医学的发展，为受此疾病影响的人们带来希望。
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