一些神经精神疾病（如自闭症、双相情感障碍或抑郁症）以及某些神经退行性疾病（如阿尔茨海默病和帕金森病）的起源可以在胎儿大脑形成的非常早期阶段找到。换句话说，比之前所认知的时间更早。这项研究由Hospital del Mar医学研究所和耶鲁大学共同完成，并发表于《Nature Communications》。
这项研究的重点是“寻找精神疾病在胎儿发育最早阶段的起源，尤其是在脑干细胞中”，Hospital del Mar医学研究所生物医学信息学研究计划神经基因组学研究小组的负责人兼米格尔·塞尔韦特研究员加布里埃尔·桑特佩雷博士解释道。该小组与庞培法布拉大学合作。
为此，研究人员使用了近3,000个与神经精神疾病、神经退行性疾病和大脑皮质畸形相关的基因列表，并模拟了这些基因变化对大脑发育过程中相关细胞的影响。结果表明，这些基因中的许多在干细胞阶段的胎儿发育初期就已经具有功能，而这些干细胞正是构建大脑的祖细胞，负责生成神经元及其支持结构。
实现这一目标并不容易。大脑发育的这一阶段非常难以研究。因此，研究人员结合了来自人脑和小鼠大脑的多种数据，以及体外细胞模型。正如耶鲁大学帕斯科·拉基奇实验室的助理研究员、该研究的共同负责人尼古拉·米卡利博士指出的那样，“科学家通常在成年人身上研究精神疾病基因，但在本研究中我们发现，许多这些基因在胎儿大脑形成的早期阶段就已开始起作用，其异常可能会影响大脑发育并导致日后的精神障碍”。
在研究过程中，科学家模拟了大脑发育过程中涉及的每种细胞类型的特定调控网络，以观察与各种脑部疾病相关的基因的激活或失活如何影响不同阶段的祖细胞。这使他们能够观察到每个基因在引发各种疾病过程中的重要性。这些疾病包括小头畸形和脑积水，也包括自闭症、抑郁症、双相情感障碍、厌食症或精神分裂症，以及阿尔茨海默病和帕金森病。
在所有这些病理中，都发现了在神经干细胞发挥作用的大脑发育最早阶段涉及的基因。“我们涵盖了大脑可能患的各种疾病谱，并观察了这些疾病的致病基因在神经干细胞中的表现”，Hospital del Mar医学研究所的研究员索尔·马托-布朗科说道。同时，他指出这项研究“确定了这些基因作用最相关的特定时间窗口和细胞类型，指出了应针对这些基因功能的时间和位置”。
掌握这些信息“有助于理解影响大脑皮层的疾病的起源，即遗传异常如何转化为这些病理”，桑特佩雷博士表示。理解这些机制以及每个基因在每种疾病中的作用，有助于开发针对这些基因的靶向疗法，为基因治疗和个性化治疗开辟新的可能性。
来源：
Hospital del Mar医学研究所
参考文献：
Mato-Blanco, X. 等 (2025). Early developmental origins of cortical disorders modeled in human neural stem cells. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-025-61316-w
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