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研究發現人類大腦特有的特征將現代人與其最近的靈長類親戚和古代人類祖先區分開來

發帖時間：2025-12-10 07:10:40

[探索] 來源：桑間濮上網

研究發現人類大腦特有的研究特征將現代人與其最近的靈長類親戚和古代人類祖先區分開來

少突膠質細胞譜系中人類特異性基因調節變化。a，發現分開對于后扣帶皮層，人類人OPCs中HS調節變化與HS + CS調節變化的大腦的特的靈代人比例高于MOLs(左:snRNA-seq，右:snATAC-seq)。征將最近p值:卡方檢驗，現代先區雙側。長類b，親戚與a中相同，和古除了使用前扣帶皮層snRNA-seq數據集。類祖OPCs中HS-Down基因的研究富集突出了細胞骨架功能的改變(P值:Fisher精確檢驗，單側)。發現分開d，人類人OPCs中HS-Down基因和靈長類保守COP標記的大腦的特的靈代人重疊揭示了兩個在人類OPCs中功能喪失的COP標記(P值:Fisher精確檢驗，單側)。征將最近e，f，SH3RF3 (e)和KIF21A1 (f)在人類、黑猩猩和恒河猴細胞類型中的表達水平。錯誤發現率(FDR)校正的P值比較了物種間OPCs的表達水平(補充表3)。g，OPCs中SH3RF3附近的人DOWN-CRE的snATAC-seq覆蓋圖。所有物種的軌跡尺度都是一樣的。堿基對。小鼠成人額葉皮質數據集中少突膠質細胞譜系細胞的一致流形近似和投影圖。新形成的少突膠質細胞。I，靈長類保守COP標記在小鼠少突膠質細胞譜系細胞類型中的表達模式。與OPCs相比，在COPs或新形成的少突膠質細胞中只有Sh3rf3表達降低。小鼠少突膠質細胞譜系細胞類型中Sh3rf3和Kif21a表達的Violin圖。信用:uux.cn/自然(2023)。DOI: 10.1038/s41586-023-06338-4
（神秘的地球uux.cn）據UT西南醫學中心：由UT西南醫學中心的一個團隊領導的研究人員已經確定了大腦的細胞和分子特征，這些特征將現代人與其最近的靈長類親戚和古代人類祖先區分開來。發表在《自然》雜志上的這些發現為人類大腦進化提供了新的見解。
“大多數關于人腦的進化研究都集中在神經元上，因為這種細胞類型被認為是我們智力和增強認知能力的原因。這項研究讓我們重新認識到參與大腦功能的其他細胞，以及它們在提高認知和我們對一些認知疾病的易感性方面所起的作用，”研究負責人吉納維芙·科諾普卡博士說，她是神經科學教授，也是UT西南大學小彼得·奧唐奈大腦研究所的成員。
科諾普卡博士解釋說，自古以來，人們一直好奇是什么賦予了人類其他動物所不具備的能力，比如說話和語言。先前的一系列研究試圖通過檢查大腦解剖或對整個大腦或切片進行遺傳或分子研究來回答這個問題，這些實驗一次提供數千個細胞的視圖。
科諾普卡博士和她的同事們推斷，從細胞水平上觀察大腦特征可以收集到更多信息，這一壯舉只有在最近技術進步的情況下才有可能實現。在這項研究中，科諾普卡實驗室的研究人員，包括主要作者和安東內爾大腦研究所神經科學家培訓項目研究員Emre Caglayan，B.S .，以及喬治華盛頓大學、埃默里大學和加州大學圣巴巴拉分校的同事，專注于后扣帶皮層的Brodmann area 23 (BA23)。BA23也是默認模式網絡的一部分——當大腦處于清醒休息狀態時，這些區域保持活躍的相互連接的復合體——并且與精神分裂癥有關。
研究人員沒有將BA23作為一個整體來看待，而是使用了一種相對較新的技術，稱為單核RNA測序，通過比較來自人類、黑猩猩和恒河猴的樣本，來研究這一區域是由什么類型的細胞組成的。他們發現，與非人靈長類動物相比，人類有更大比例的少突膠質祖細胞(OPCs)，這是一種已知為神經元提供支持和絕緣的細胞的前體，并越來越多地參與調節大腦回路。此外，興奮性神經元的兩種亞型——通過電脈沖分享信息——在人類中顯示出制造FOXP2的基因表達增加，foxp 2是一種與言語和語言相關的大腦發育相關的蛋白質。
在另一項實驗中，研究人員將現代人的DNA與古代人類親戚尼安德特人和丹尼索瓦人的DNA進行了比較。他們不僅研究了他們遺傳密碼的差異，還研究了這些差異是否發生在細胞機制調節基因表達的基因組區域。他們的研究發現了幾十種基因，這些基因在人類和他們的古代親屬之間存在功能差異，特別是在BA23上層的興奮性神經元中，這可以在未來的研究中為人類大腦進化提供更多的見解。
科諾普卡博士說，這些發現為理解人類大腦如何發展出將人類與其他物種區分開來的獨特能力提供了路線圖。
科諾普卡博士是自閉癥研究領域的Jon elevate學者，并擔任自閉癥譜系障礙研究領域的Townsend杰出主席。參與這項研究的其他UTSW研究人員包括博士后研究員劉玉香博士和研究生雷切爾·沃爾默學士和艾米莉·吳學士。

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