大脑皮层的高级认知功能,是人类区别于其他物种的核心特征。它如何在进化中不断扩张、发育成型?复旦大学团队以脑沟型雪貂为模式生物,通过单细胞测序等技术,破解了哺乳动物大脑皮层神经发生与胶质发生的核心调控机制,相关成果于 2025 年发布。
一、三类 “大脑干细胞”,分工掌控皮层发育
大脑皮层的核心干细胞 ——放射状胶质细胞(RGs),并非单一类型,而是分化为 3 种功能迥异的亚型,精准主导皮层发育:
1.外放射状胶质细胞(oRGs):高活性ERK/PKA 信号,负责持续生成神经元、延长神经发生周期,是大脑皮层扩张的关键动力;
2.室管膜型截断放射状胶质细胞(E-tRGs):由YAP 信号主导,定向分化为室管膜胶质细胞;
3.侧向截断放射状胶质细胞(T-tRGs):受SHH 信号驱动,生成三潜能祖细胞,最终分化为星形胶质细胞、少突胶质细胞与嗅球中间神经元。
二、跨物种保守:人类与雪貂共享核心发育机制
研究团队对比雪貂(出生后 3 天)与人类(孕 22 周)大脑皮层单细胞数据,发现三类放射状胶质细胞的分子特征高度保守。
人类大脑的独特性,并非源于新基因的诞生,而是对ERK/PKA、YAP、SHH这一核心信号网络的优化重组,这也是人类大脑皮层更发达的进化关键。
三、信号互抑平衡:皮层发育的 “精准开关”
ERK/PKA、YAP、SHH 三大信号通路形成相互抑制的调控网络:
ERK/PKA 激活,抑制 YAP/SHH,保障 oRG 持续产生神经元;
YAP 信号占优,推动 E-tRGs 向室管膜细胞分化;
SHH 信号增强,驱动 T-tRGs 启动胶质发生。
三者的动态平衡,让大脑皮层实现有序发育与扩张。
这项研究厘清了哺乳动物皮层发育的核心逻辑,为解读人类大脑进化、探索神经发育疾病机制提供了重要理论支撑。
引用:Yang Z, et al. Molecular signatures and lineage diversification of neurogenic and gliogenic radial glia in the gyrencephalic ferret cortex. 2025. DOI:10.21203/rs.3.rs-8062841/v1