美国哥伦比亚大学Hynek Wichterle等研究人员合作发现，人类特有的前体细胞亚区延长神经发生并增加运动神经元的产生。相关论文于2024年8月29日在线发表于国际学术期刊《自然—神经科学》。

研究人员表示，在发育中的人类中，神经发生的持续时间比小鼠长约10倍，导致中枢神经系统中神经元数量增加超过1000倍。

为了识别导致这一差异的分子和细胞机制，研究人员使用一种干细胞分化系统研究了人类和小鼠的运动神经发生，该系统可以重现物种特异性的发育尺度。通过比较人类和小鼠的单细胞基因表达数据，研究人员发现了一类人类特有的前体细胞，这些细胞同时表达NKX2-2和OLIG2，并且可以产生脊髓运动神经元。

与每个细胞只能产生两个运动神经元的经典OLIG2⁺运动神经元前体不同，OLIG2⁺/NKX2-2⁺腹侧运动神经元前体能够更长时间地进行细胞分裂，产生的运动神经元数量约为经典前体的5倍，并且更倾向于产生后期出生的FOXP1表达亚型。NKX2-2基因敲除会将这些腹侧运动神经元前体转变为经典的运动神经元前体。这样的新型前体细胞可能有助于人类运动神经元数量的增加，从而支持更大且更复杂的神经系统的生成。

附：英文原文

Title: A human-specific progenitor sub-domain extends neurogenesis and increases motor neuron production

Author: Jang, Sumin, Gumnit, Elias, Wichterle, Hynek

Issue&Volume: 2024-08-29

Abstract: Neurogenesis lasts ~10 times longer in developing humans compared to mice, resulting in a >1,000-fold increase in the number of neurons in the CNS. To identify molecular and cellular mechanisms contributing to this difference, we studied human and mouse motor neurogenesis using a stem cell differentiation system that recapitulates species-specific scales of development. Comparison of human and mouse single-cell gene expression data identified human-specific progenitors characterized by coexpression of NKX2-2 and OLIG2 that give rise to spinal motor neurons. Unlike classical OLIG2+ motor neuron progenitors that give rise to two motor neurons each, OLIG2+/NKX2-2+ ventral motor neuron progenitors remain cycling longer, yielding ~5 times more motor neurons that are biased toward later-born, FOXP1-expressing subtypes. Knockout of NKX2-2 converts ventral motor neuron progenitors into classical motor neuron progenitors. Such new progenitors may contribute to the increased production of human motor neurons required for the generation of larger, more complex nervous systems.

DOI: 10.1038/s41593-024-01739-8

Source: https://www.nature.com/articles/s41593-024-01739-8