灵长类星形胶质细胞的演化控制神经元发育的节奏

root 提交于 周四, 07/09/2026 - 22:47
延长的神经元成熟过程,也称为幼态持续,是人类脑进化的一个标志性特征。然而,控制幼态化脑发育的机制仍然知之甚少,并且此前被界定为神经元内在性的。星形胶质细胞塑造突触的形成、活动和消除,并且在人类与其他物种之间已发生了显著变化。然而,星形胶质细胞在进化上的分化是否会影响神经元成熟的时间进程仍属未知。 在此,我们表明,来自人类及其现存最近亲黑猩猩的星形胶质细胞对神经元成熟施加了相反的影响:黑猩猩星形胶质细胞加速神经元成熟,而人类星形胶质细胞延缓这一过程,且不影响神经元存活。通过比较转录组学和表观基因组学分析,我们发现,人类星形胶质细胞中在进化上降低的APOE表达是所观察到的神经元成熟延迟的基础:恢复人类星形胶质细胞中的APOE水平可加速神经元发育。我们进一步证实,Hippo-TEAD信号通路抑制人类星形胶质细胞中的APOE表达,揭示了人类星形胶质细胞增强的形态复杂性与其存在时所观察到的神经元发育速率降低之间的联系。 值得注意的是,受人类和黑猩猩星形胶质细胞差异性影响的神经元基因与精神分裂症、阿尔茨海默病和癫痫相关,这将星形胶质细胞的进化与疾病易感性联系起来。总之,这些发现确立了脑幼态持续部分上是一种胶质现象,表明要理解人类大脑发育的节奏,不仅需要理解神经元如何进化,还需要理解星形胶质细胞如何进化。

a.pekowska{at}nencki.edu.pl

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延长的神经元成熟过程,也称为幼态延续(neoteny),构成人脑进化的一个标志性特征。然而,控制幼态性脑发育的机制仍知之甚少,并且一直被界定为神经元内在性的。星形胶质细胞塑造突触的形成、活动和清除,并且在人类与其他物种之间已发生显著变化。然而,星形胶质细胞在进化上的分化是否会塑造神经元成熟的时间进程,仍属未知。在此,我们表明,来自人类及其现存最近亲黑猩猩的星形胶质细胞对神经元成熟产生相反的影响:黑猩猩星形胶质细胞会加速神经元成熟,而人类星形胶质细胞则会延缓这一过程,且不影响神经元存活。通过比较转录组学和表观基因组学分析,我们发现,人类星形胶质细胞中在进化上降低的 APOE 表达是所观察到的神经元成熟延迟的基础:在人类星形胶质细胞中恢复 APOE 水平可加速神经元发育。我们进一步证实,Hippo-TEAD 信号通路在人类星形胶质细胞中抑制 APOE 表达,从而揭示了人类星形胶质细胞增强的形态复杂性与其存在时所观察到的神经元发育节奏减缓之间的联系。值得注意的是,受人类和黑猩猩星形胶质细胞差异性影响的神经元基因与精神分裂症、阿尔茨海默病和癫痫相关,从而将星形胶质细胞进化与疾病易感性联系起来。总而言之,这些发现确立了脑幼态延续部分上是一种胶质现象,并揭示出,要理解人脑发育的速度,不仅需要理解神经元如何进化,也需要理解星形胶质细胞如何进化。

利益冲突声明

已声明资助信息

波兰国家科学中心, https://ror.org/03ha2q922 ,UMO-2018/01/H/NZ4/00001 ,UMO-2021/43/B/NZ2/02934 ,UMO‐2021/42/E/NZ2/00392 ,UMO-2023/51/D/NZ3/02998 ,2023/49/N/NZ2/04241 ,2025/57/B/NZ5/03172

欧洲分子生物学组织, https://ror.org/04wfr2810 ,EMBO 安置资助

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发布于 2026 年 7 月 8 日。

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灵长类星形胶质细胞进化控制神经元发育的节奏

Katarzyna Ciuba, Izabela Figiel, Eryk Duński, Garima Virmani, Bondita Dehingia, Misbah Abbas, Keyvan Hemmatvand, Aleksandra Piotrowska, Ewelina Borsuk, Bartłomiej Hofman, Valentina Rava, Elena Taverna, Jakub Włodarczyk, Aleksandra Pękowska

bioRxiv 2026.07.08.736743; doi: https://doi.org/10.64898/2026.07.08.736743

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Katarzyna Ciuba, Izabela Figiel, Eryk Duński, Garima Virmani, Bondita Dehingia, Misbah Abbas, Keyvan Hemmatvand, Aleksandra Piotrowska, Ewelina Borsuk, Bartłomiej Hofman, Valentina Rava, Elena Taverna, Jakub Włodarczyk, Aleksandra Pękowska

bioRxiv 2026.07.08.736743; doi: https://doi.org/10.64898/2026.07.08.736743


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.08.736743v1?rss=1

🏷️ 星形胶质细胞 神经元成熟 脑发育幼态持续 APOE Hippo-TEAD信号 灵长类演化