北京
一项对2300多个神经细胞进行的分析发现，在出生前，发育中的人类大脑会进行一次神秘的“大扫除”，删掉大量突变的神经元。这项研究成果10月28日发表于《自然》。
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研究显示，在人类胎儿大脑样本中，超过1/4的神经元染色体片段出现了增加或缺失的情况。相比之下，新生儿大脑只有约6%的神经元存在此类异常。“这表明，能够存活下来的神经元可能是那些在发育过程中基因组保持最完整的神经元。”英国伦敦大学学院的神经学家Christos Proukakis表示。
论文第一作者、美国波士顿儿童医院的儿科神经遗传学家Diane Shao说，这些发现揭示了一种新机制，它不仅可以调控一个人的神经元数量，还决定了哪些胎儿神经元能够在大脑中持续存在。
对小鼠的研究表明，在早期发育过程中，哺乳动物通过激活一种导致细胞死亡的分子程序，清除了大量脑细胞。Shao和同事通过研究已故个体的大脑样本分析了人脑的发育过程，这些个体从妊娠14周的胎儿一直到90多岁的老人。他们重点研究了大脑皮层中的神经元，这是大脑中承担记忆、学习和意识等功能的区域。
研究人员分析了单个神经元的基因组，以寻找那些发生染色体片段增减的神经元——这一现象被称为拷贝数变异。分析结果显示，胎儿发育过程中存在大量具有广泛拷贝数变异的细胞。研究人员花费数年时间试图弄清楚这些结果是否真实。但即便采用不同的单细胞测序方法重复实验，结果依然相似。然而，在出生后，这些异常神经元的比例下降至原来的1/4，表明它们在发育过程中已被淘汰了。
大脑如何分辨神经元正常与否？Shao表示，一个可能的线索是那些拷贝数变异水平较高的脑细胞，与其他神经元形成连接（突触）的基因也往往表现出异常的活性。
“有可能大脑正在试图摆脱那些连接不正常的神经元，即使它们的基因是正常的。”英国伦敦国王学院的神经科学家Oscar Marín说。
美国威尔·康奈尔医学院的神经科学家Natalia De Marco Garcia认为，这套系统对于调节大脑中神经元的数量和质量可能非常重要。她指出，这种质量控制机制一旦出错就可能引发疾病。“最终，大脑中的细胞可能会缺少正常运作所需的细胞，或存在过多未被清除的细胞。这可能会影响大脑的神经连接方式。”
深入了解这一过程，可能是理解自闭症谱系障碍（ASD）和癫痫等儿童常见神经系统疾病的关键。Shao希望继续探寻该机制与神经发育，尤其是与ASD之间可能存在的联系。基因研究表明，拷贝数变异可能在某些病例中起到一定作用。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-026-11190-3
（原标题为《大脑会在出生前进行突变神经元“大扫除”》）
来源：文乐乐/中国科学报
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