cPCDHs在大脑新皮层兴奋性神经元中的表达规律和工作模式。

　　本报讯 近日，清华大学生命科学学院/IDG-麦戈文脑科学研究院/清华-北大生命科学联合中心/生物结构前沿研究中心时松海教授课题组在研究中首次揭示了细胞表面分子集簇性原钙粘蛋白（cPCDHs）在大脑新皮层兴奋性神经元中的组合表达呈现规律性，并且这种规律性表达调控新皮层神经元的单细胞水平精细空间结构排布和功能神经环路组装，为深入理解大脑结构和功能提供了全新的分子机制。
　　钙粘蛋白（Cadherin）作为一类经典的细胞表面分子家族介导细胞间的相互作用，而集簇性原钙粘蛋白（cPCDH）家族作为钙粘蛋白超家族中最大的一类，主要表达在脊椎动物神经系统中。哺乳动物中的集簇性原钙粘蛋白家族可以进一步分为三个亚家族，并串联地分布在同一染色体上，在小鼠中集簇性原钙粘蛋白家族共包括58个成员（如图）。集簇性原钙粘蛋白家族是否调控以及如何调控大脑新皮层数量巨大种类繁多神经元之间的相互识别，进而调控它们的精确排布和环路组装仍然未知，对于这一重要科学问题的解答对理解大脑结构和功能有着非常重要的意义。
　　研究人员结合遗传学、神经细胞发育谱系荧光标记示踪、单细胞基因表达深度测序、全脑三维重构和神经细胞嵌合式的功能性分析等方法，揭示了集簇性原钙粘蛋白在神经元中的表达新模式，即在大脑新皮层兴奋性神经元中，集簇性原钙粘蛋白亚型的组合是呈现与神经元发育史和空间位置紧密关联的表达规律，进而在单细胞水平调控神经元的精细空间分布和突触连接。诸多研究表明，集簇性原钙粘蛋白的表达异常与多种神经系统疾病（如自闭症、精神分裂症等）紧密相关，因此对集簇性原钙粘蛋白家族在大脑新皮层中的表达和功能的深入研究为解析相关神经系统疾病的致病机理提供了新的思路。
　　12月7日，上述研究成果在《自然》（Nature）期刊以长文的形式在线发表了题为“集簇性原钙粘蛋白的规律表达调控大脑新皮层的精细组织”的研究论文，并在“自然研究简报”（Nature Research Briefing）专栏上以题为“调控神经细胞精细空间排布和突触连接的新机制”的简报形式进行报道。时松海为该论文通讯作者，清华大学生命学院吕晓辉博士和李硕博士为共同第一作者。 （生命学院）