生物帮 生命科学网-生物技术、科学门户网站|为生物科学技术领域提供动力！通过研究人类大脑中异常小的大脑大小的基因失活，研究人员创造了第一个具有神经系统突变的雪貂。霍华德·休斯医学研究所(HHMI)研究人员克里斯托弗·沃尔什(Christopher Walsh)说，尽管这项工作的最初动力是研究人脑疾病和发育，但研究结果还阐明了人脑在进化过程中的扩展方式。
波士顿儿童医院的沃尔什说：“我接受过神经科医师的培训，并研究患有发展性脑病的孩子。”“我从没想过我会凝视人类的进化史。”
他和他的同事以及耶鲁大学的Byoung-Il Bae的实验室于2018年4月11日在《自然》杂志上报道了这项工作。
通常，人脑的外层(称为大脑皮层)很大且高度折叠。但是，在构建胚胎大脑时，事情可能会出错，从而导致皮质变小得多。这发生在小头畸形，这种情况是婴儿的头和脑比正常人小得多。小头畸形可能有遗传根源，并且也与最近爆发的寨卡病毒有关。
研究人员已经确定了在这种疾病中起作用的基因，其中一些对于胚胎发育期间大脑皮层的生长至关重要。例如，称为ASPM的基因中的突变可使人类大脑的大小减少多达50%，使其与黑猩猩的大脑大约相同。
科学家已经研究了小鼠的小头畸形，以更好地了解人类的病情，但是从小鼠中了解人类疾病可能很棘手。老鼠的大脑比人类的大脑小一千倍，并且缺少人类中丰富的几种脑细胞。灭活小鼠中的Aspm只会使大脑收缩约10%。波士顿儿童医院和哈佛医学院艾伦发现中心的负责人沃尔什说，这种微妙的缺陷使这些称为Aspm基因敲除小鼠的动物对人类皮层发育的了解有限。
这促使Bae和Walsh的团队在具有更大，更易卷曲的皮质的哺乳动物中更像人类一样，使Aspm基因失活或“敲除”。沃尔什说，雪貂之所以能够满足这一要求，是因为它们是一种大脑的哺乳动物，可以快速轻松地繁殖。“从表面上看，雪貂似乎是一个有趣的选择，但三十年来它们一直是大脑发育的重要模型。”
尽管如此，科学家们对雪貂遗传学的研究还很少。Aspm淘汰赛雪貂的整个想法被认为是新概念–有点冒险。2013年，Walsh将他的项目推销给HHMI，并获得了实现该项目所需的预算经费。他团队的Aspm淘汰赛雪貂只是有史以来第二个淘汰赛雪貂。这项研究的合著者之一，爱荷华大学的约翰·恩格哈特(John Engelhardt)进行了将近10年前的第一项研究囊性纤维化的研究。
沃尔什(Walsh)，裴(Bae)及其同事发现，它们的雪貂比小老鼠更能准确地模拟人的小头畸形。这些雪貂的大脑严重萎缩，大脑重量减少了40%。并且，与患有这种疾病的人一样，皮层厚度和细胞组织得以保留。
此外，雪貂揭示了人类大脑在进化过程中如何成长的可能机制。在过去的700万年中，人脑的大小增加了两倍。这种扩张大部分发生在大脑皮层内。
