一些神经精神疾病（如自闭症、双相情感障碍或抑郁症）以及某些神经退行性疾病（如阿尔茨海默病和帕金森病）的起源可以追溯到胎儿大脑形成的早期阶段，甚至比之前所认为的更早。这是由Hospital del Mar研究所和耶鲁大学进行的一项研究所发现的成果，并发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。
这项研究“专注于寻找精神疾病在胎儿发育最早阶段的起源，特别是在脑干细胞中，”Hospital del Mar研究所生物医学信息学研究计划的神经基因组学研究组协调员兼米格尔·塞尔韦特研究员加布里埃尔·桑特佩雷博士（Dr. Gabriel Santpere）解释道。该研究组是Hospital del Mar研究所与庞培法布拉大学的联合研究组。
为此，研究人员使用了近3,000个与神经精神疾病、神经退行性疾病和皮质畸形相关的基因列表，并模拟了这些基因改变对大脑发育过程中涉及细胞的影响。研究结果显示，这些基因中的许多在胎儿发育初期阶段就在干细胞中起作用，而这些干细胞正是生成神经元及其支持结构的前体细胞。
实现这一研究并不容易。大脑发育的这一阶段非常难以研究。因此，研究人员结合了来自人脑和小鼠大脑的多种数据，以及体外细胞模型。
耶鲁大学帕斯科·拉基奇（Pasko Rakic）实验室的副研究员、本研究的共同负责人尼古拉·米卡利（Dr. Nicola Micali）指出，“科学家通常在成年人身上研究精神疾病基因，但在这项研究中，我们发现其中许多基因早在胎儿大脑形成的早期阶段就已经发挥作用，其变异可能影响大脑发育，并在以后引发精神障碍。”
研究过程中，他们模拟了参与大脑发育的每种细胞类型的特定调控网络，以观察与各种脑部疾病相关的基因激活或失活如何影响不同阶段的前体细胞。这使他们能够观察到每个基因在引发各种疾病时的重要性。这些疾病包括小头畸形、脑积水、自闭症、抑郁症、双相情感障碍、厌食症或精神分裂症，以及阿尔茨海默病和帕金森病。
在所有这些病理中，研究人员都发现了在神经干细胞活跃的脑发育最早阶段起作用的基因。“我们涵盖了大脑可能发生的广泛疾病谱，并观察这些疾病中涉及的基因在神经干细胞中的表现，”Hospital del Mar研究所研究员索尔·马托-布朗科（Xoel Mato-Blanco）补充道。
同时，他指出这项工作“识别出了这些基因作用最相关的特定时间窗口和细胞类型，指出了在何时何地针对这些基因功能进行干预。”
掌握这些信息“有助于理解影响大脑皮层的疾病的起源，即遗传变异如何转化为这些病理，”桑特佩雷博士表示。
理解这些机制以及每个基因在每种疾病中的作用，有助于开发针对这些基因的靶向疗法，为基因治疗和个性化治疗打开新的机会。
更多信息：
Xoel Mato-Blanco 等，《人类神经干细胞模型揭示皮质障碍的早期发育起源》，《自然通讯》（Nature Communications），2025年。DOI: 10.1038/s41467-025-61316-w
期刊信息：
《自然通讯》（Nature Communications）
提供单位：
Hospital del Mar Research Institute
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