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弗吉尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員對(duì)我們的大腦如何發(fā)育有了新的認(rèn)識(shí)，揭示了細(xì)胞分裂的最后一步對(duì)于大腦達(dá)到其適當(dāng)?shù)拇笮『凸δ苤陵P(guān)重要。

新發(fā)現(xiàn)確定了小頭畸形的潛在原因，小頭畸形是一種頭部發(fā)育不全且異常小的先天缺陷。那是因?yàn)轭^隨著大腦的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。聯(lián)邦疾病控制中心估計(jì)，在美國(guó)，小頭畸形每年影響從 800 名兒童到 5,000 名兒童中的 1 名。這種情況與學(xué)習(xí)障礙、發(fā)育遲緩、視力和聽力損失、運(yùn)動(dòng)障礙和其他問題有關(guān)。

“通過了解小頭畸形的遺傳原因，即使它們很少見，我們也可以幫助了解一些病毒感染如何導(dǎo)致小頭畸形，例如寨卡病毒或巨細(xì)胞病毒，”UVA 部門的研究員 Noelle D. Dwyer 博士說細(xì)胞生物學(xué)。

了解大腦發(fā)育

Dwyer 和她的團(tuán)隊(duì)旨在了解單個(gè)細(xì)胞的微小變化如何導(dǎo)致大腦發(fā)生巨大變化。在這種情況下，他們確定了脫落的重要作用，脫落是細(xì)胞分裂的最后一步。在脫落過程中，一個(gè)新的或“女兒”細(xì)胞切斷了與它的“母”細(xì)胞的連接。把它想象成當(dāng)一個(gè)新生兒來到這個(gè)世界時(shí)剪斷臍帶。

科學(xué)家們懷疑一種特殊的細(xì)胞蛋白 Cep55 對(duì)于正確的脫落至關(guān)重要。德懷爾想對(duì)此進(jìn)行調(diào)查，以確定如果不存在蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生什么。她和她的同事驚訝地發(fā)現(xiàn)，他們的實(shí)驗(yàn)室小鼠仍然可能發(fā)生脫落。然而，這個(gè)過程比平時(shí)花費(fèi)的時(shí)間更長(zhǎng)，失敗率大幅上升。

研究人員報(bào)告說，值得注意的是，脫落失敗的神經(jīng)干細(xì)胞表明它們需要從大腦中移除。這導(dǎo)致大量細(xì)胞死亡并被移除。這與身體其他部位的細(xì)胞形成對(duì)比，當(dāng)脫落失敗時(shí)，它們不需要自己移除。

“與身體其他部位的細(xì)胞相比，產(chǎn)前大腦中的神經(jīng)干細(xì)胞似乎有更嚴(yán)格的‘質(zhì)量控制’。如果它們的 DNA 或細(xì)胞器受損，它們就會(huì)做出這種一觸即發(fā)的反應(yīng)來犧牲自己，這樣它們就不會(huì)制造可能導(dǎo)致大腦功能障礙或腦腫瘤的異常腦細(xì)胞，”德懷爾說。“大腦仍然可以發(fā)揮作用。其他組織似乎對(duì)受損細(xì)胞具有更高的耐受性，并且不會(huì)激活這種細(xì)胞死亡反應(yīng)。”