神经元之间形成的神经网络负责执行各种脑功能，神经元的胞体和树突负责接收信息，由轴突传递给网络中的下一级神经元。神经元胞体的空间配布（Spacing）以及树突的分支是形成正确神经环路的前提。实验动物科学部丁玉强教授课题组9月21日在线发表在神经科学期刊《Cerebral Cortex》的论文“Satb2 Regulates EphA7 to Control Soma Spacing and Self-Avoidance of Cortical Pyramidal Neurons”揭示了大脑皮质发育中胞体空间分布以及树突的分支形成的分子机制。
大脑皮层数量巨大的神经元经过迁移定居在指定位置，胞体间保持一定距离形成规则的层状结构。同时神经元的树突开始发育形成繁茂的树突树，其形状与树木外观相似因此得名。一个基本规律是神经元自身树突分支在生长中保持一定距离不会缠绕在一起，称为自我回避（Self-Avoidance）。人们在线虫找到了控制感觉神经元树突自我回避的基因，对哺乳动物脑内的树突自我回避机制一直缺乏认识。他们以往的研究发现，敲除皮层锥体神经元内的转录因子Satb2引起胞体聚团，这些神经元的树突也粘附在一起（文献1）。通过筛选了对照和Satb2敲除小鼠大脑差异表达基因，通过实验最终确定Satb2通过抑制EphA7的表达控制大脑皮层神经元的空间配布和树突自我回避，文章链接:https://academic.oup.com/cercor/advance-article/doi/10.1093/cercor/bhab321/6373289?login=true。
人SATB2基因突变可导致语言障碍、智力下降等症状，称为SATB2相关综合征(SAS)。解析发育性脑疾病发生机制是丁玉强课题组的主要研究方向之一，该课题组之前的研究发现Satb2缺失可以导致海马下托发育缺陷（文献2）。
在Satb2缺失的神经元中敲低EphA7可挽救胞体的空间配布和树突的分支形成缺陷。
论文第一作者为博士生贺春辉，通讯作者为丁玉强教授。实验动物科学部宋宁宁副研究员以及同济大学医学院张磊副教授对该研究进行了指导。该研究得到国家自然科学基金委重点项目的支持。
1. Zhang, L., et al., Satb2 is required for dendritic arborization and soma spacing in mouse cerebral cortex. Cereb Cortex, 2012. 22(7): p. 1510-9.
2. Zhang, L., et al., Satb2 is required for the regionalization of retrosplenial cortex. Cell Death Differ, 2020. 27(5): p. 1604-1617.