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1494 个大脑,630 万份表达谱:一张前额叶皮层的终生地图

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1494 个大脑,630 万份表达谱:一张前额叶皮层的终生地图

PsychAD 合作组在《自然》系列期刊集中发表多篇论文,给出迄今规模最大的人脑前额叶皮层基因表达图谱,覆盖 1494 名已故供体、逾 630 万份表达谱。图谱显示大脑基因表达在约 24 岁前保持稳定,此后逐步退化,65 岁后出现细胞重编程;不同脑部疾病在基础细胞功能上的表达变化高度相似。

前额叶皮层负责解决问题、做计划和调节情绪,也是最容易随年龄退化的区域之一。它同时是阿尔茨海默病研究的重点靶区。要理解它在不同人生阶段发生了什么,唯一的办法是拿到不同年龄的人脑组织,逐个细胞地读它们的基因表达。

图1:人脑前额叶皮层位置示意

图1:大脑皮层解剖图。PsychAD 图谱聚焦的是其中的背外侧前额叶皮层

2026 年 9 月,《自然》及其系列期刊集中发表了 PsychAD 合作组的一组论文。完整数据集涵盖 1494 名已故供体、逾 630 万份基因表达谱,其中不仅包括神经典型个体,也包括阿尔茨海默病、其他类型痴呆、帕金森病、精神分裂症与双相障碍患者。

一生的曲线

发表在《自然》主刊的第一篇论文,聚焦 284 名神经典型供体的 130 万份表达谱,年龄段从婴儿期一直到成年晚期。这是目前报告的人体背外侧前额叶皮层最大规模的群体尺度单细胞转录组图谱。

曲线大致分四段:发育早期的大脑重塑;随后进入稳定期,一直持续到约 24 岁;24 岁之后细胞构成开始退化;65 岁以后出现细胞重编程的特征。研究者还找到了基因表达变化与早期神经元韧性、晚年神经元脆弱性之间的关联。

这个「24 岁」的拐点是全篇最容易被转述的数字,但需要说明它的边界:它描述的是这批样本中细胞构成与表达模式的统计趋势,不等于某个个体的大脑从这天起开始走下坡路。

疾病之间共享的那部分

第二篇论文用了完整数据集。结论里有一条值得注意:无论哪种疾病,与基础细胞功能相关的基因表达变化都有一定相似性。更具体地说,不同形式的痴呆与帕金森病之间的相似性显著增强,尤其集中在神经元发育和突触功能相关的基因上。

换句话说,这些疾病在细胞层面的「共同语言」比临床分类暗示的要多。这对药物研发是双刃剑——共享通路意味着一个靶点可能覆盖多种疾病,也意味着区分不同疾病的特异性靶点更难找。

风险落在哪些细胞上

第三篇论文把遗传风险映射到了特定细胞类型,并比较了欧洲裔、非洲裔、美洲裔人群。研究揭示出此前未知的数千种基因—性状关联,并发现了一些跨人群保守的细胞类型特异性机制。

这一层工作的意义在于定位:过去说「某基因增加疾病风险」,现在可以说「某基因的风险主要通过某一类细胞起作用」。

它能做什么,不能做什么

《自然》同日的评论把这组工作称为可能改写对脑衰老与疾病理解的资源。它确实是一份靶点地图——把候选通路按细胞类型排了序,让后续研究知道先去哪里验证。

它不产出新药。从关联到因果,中间还隔着功能验证这一步:某个基因在某类细胞里表达变化,不等于它就是病因,也不等于调节它就能治病。这份图谱给出的价值是优先级,而不是答案。

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