成體海馬神經(jīng)發(fā)生產(chǎn)生的未成熟齒狀回顆粒神經(jīng)元（immature dentate granule cell，imGC）對(duì)神經(jīng)可塑性及學(xué)習(xí)記憶具有重要貢獻(xiàn)，但其在跨物種中的演化軌跡及在人類(lèi)中的特異性特征尚不明確。
2025 年 8 月 11 日，賓夕法尼亞大學(xué)宋洪軍教授、明國(guó)莉教授及中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心周毅研究員等在 Nature Neuroscience 期刊發(fā)表了題為：Cross-species analysis of adult hippocampal neurogenesis reveals human-specific gene expression but convergent biological processes 的研究論文。
該研究系統(tǒng)繪制了多種哺乳動(dòng)物海馬新生未成熟神經(jīng)元的跨物種比較分子圖譜，揭示了不同哺乳動(dòng)物間新生未成熟神經(jīng)元在轉(zhuǎn)錄表達(dá)模式上呈現(xiàn)廣泛差異，然而在生物學(xué)過(guò)程層面卻展現(xiàn)出高度保守性。該研究還發(fā)現(xiàn)了一種在人類(lèi)海馬新生未成熟神經(jīng)元中特異富集的 ATP 酶亞類(lèi)，并闡明了其對(duì)于人類(lèi)神經(jīng)元發(fā)育過(guò)程中的必要性。
該研究通過(guò)對(duì)已發(fā)表單核 RNA 測(cè)序數(shù)據(jù)集進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)輔助分析，首次在獼猴海馬體中鑒定了具有全轉(zhuǎn)錄組水平未成熟神經(jīng)元特征的未成熟齒狀回顆粒神經(jīng)元（imGC）。跨物種比較（人類(lèi)、獼猴、豬、小鼠）顯示，除少數(shù)共享基因（例如 DPYSL5）外，imGC 主要表現(xiàn)出物種特異性基因表達(dá)，但這些基因最終匯聚于調(diào)控神經(jīng)元發(fā)育的共同生物學(xué)通路。
該研究進(jìn)一步鑒定了 imGC 的人類(lèi)特異性轉(zhuǎn)錄組特征，并通過(guò)人類(lèi)多能干細(xì)胞分化的 imGC 模型，揭示了人源 imGC 中特異性富集的質(zhì)子轉(zhuǎn)運(yùn)型液泡 ATP 酶亞型（V 型 ATP 酶）家族在細(xì)胞發(fā)育中的功能作用。
該研究發(fā)現(xiàn)了不同物種 imGC 分子特征存在基因表達(dá)異質(zhì)性卻呈現(xiàn)生物學(xué)過(guò)程趨同性的現(xiàn)象，強(qiáng)調(diào)了在不同物種中對(duì)成體神經(jīng)發(fā)生開(kāi)展獨(dú)立分子與功能分析的重要性。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41593-025-02027-9
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