2014年1月22日，神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際知名學(xué)術(shù)刊物The Journal of Neuroscience發(fā)表了趙春杰教授課題組吳曉菁博士關(guān)于早期端腦發(fā)育與焦慮行為的研究成果。 (A Novel Function for Foxm1 in Interkinetic Nuclear Migration in the Developing Telencephalon and Anxiety-Related Behavior, The Journal of Neuroscience, January 22, 2014 • 34(4):1510 –1522)。
在自然界中，生物個(gè)體保持適度的焦慮對(duì)于維持其生存是非常必要的。吳曉菁博士的研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子FoxM1調(diào)控早期大腦皮層發(fā)育及焦慮相關(guān)行為。在大腦皮層特異性敲除FoxM1基因，引起大腦皮層發(fā)育過(guò)程中神經(jīng)上皮細(xì)胞核遷移紊亂，神經(jīng)發(fā)生出現(xiàn)異常，進(jìn)而導(dǎo)致大腦皮層變薄，生物個(gè)體的焦慮程度降低。核遷移脊椎動(dòng)物神經(jīng)上皮細(xì)胞分裂的一個(gè)顯著特點(diǎn)，其功能可能是使神經(jīng)上皮細(xì)胞能夠在有限的空間內(nèi)最大限度地產(chǎn)出子細(xì)胞，進(jìn)而適應(yīng)在進(jìn)化過(guò)程中結(jié)構(gòu)和功能越來(lái)越復(fù)雜精細(xì)的大腦皮層。大腦早期發(fā)育缺陷常常導(dǎo)致成年個(gè)體行為異常及情感障礙，但是相關(guān)機(jī)制尚有諸多問(wèn)題有待解答。
該研究采用條件性基因敲除的方法從胚胎發(fā)育E10.5天起在大腦皮層特異性敲除Foxm1，發(fā)現(xiàn)Foxm1缺失后，調(diào)控細(xì)胞周期的Cyclin B1和cdc25b的表達(dá)顯著下調(diào)，導(dǎo)致神經(jīng)上皮細(xì)胞的S期和G2期明顯延長(zhǎng)。細(xì)胞周期的改變使核遷移受到干擾并且打破了神經(jīng)上皮細(xì)胞正常的同步化進(jìn)程，進(jìn)而使得神經(jīng)干細(xì)胞庫(kù)的維持與神經(jīng)發(fā)生之間的平衡被破壞，向著神經(jīng)發(fā)生的方向偏移，與此同時(shí)，由于前體細(xì)胞庫(kù)受到影響，大腦皮層各板層的神經(jīng)元數(shù)目減少，最終導(dǎo)致大腦皮層變薄，焦慮明顯降低。這些發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步研究早期大腦發(fā)育缺陷對(duì)于成年行為和情感障礙的影響提供了新的視角。
