独立行政机构国立产业技术综合研究所[会长中钵良二]（以下简称“AIST”）生物医学研究部[研究部主任 Katsuhiro Omiya] 脑功能调节因素研究组首席研究员大冢幸雄、大阪大学医学研究生院冈村康教授、东北大学医学研究生院讲师 Hiroshi Katsuyama 被称为“海里的菠萝”霍亚的感觉神经这是解开感觉器官进化之谜的重要成果，这一谜团可以追溯到约5亿年前，当时海鞘和脊椎动物的祖先出现了分歧，并表明海鞘是研究脊椎动物感觉器官形成过程的简单模型系统。这一结果有望阐明人类先天性感觉器官疾病发生的机制。
这项研究成果的详细内容发表在2014年10月7日的英国学术期刊上开发
作为感觉器官畸形和缺陷的原因，神经嵴和基板的结构的畸形是已知的。因此，阐明神经嵴和基板的形成过程有望有助于了解该疾病的发病机制和开发治疗方法。但由于形成过程的复杂性，许多问题仍有待阐明。因此，希望建立一个简单的模型系统来研究神经嵴和基板的形成过程。
AIST 一直致力于阐明海鞘形成神经系统的机制，海鞘与脊椎动物有共同的祖先。到目前为止，我们已经鉴定出表明海鞘幼虫感觉神经分化的分子标记，并揭示了海鞘幼虫头部有10种可以感知机械刺激的感觉神经。
这项研究得到了日本学术振兴会青年科学家补助金 B 的支持。
人的头部有大脑，面部有眼睛、耳朵、鼻子等感觉器官，但这种神经系统结构只存在于脊椎动物中。在脊椎动物的神经系统中，包括大脑在内的中枢神经系统是由囊胚晚期的一种称为神经板的结构形成的，头部感觉神经和感觉器官是由位于神经板和表皮区域之间边界（神经板边界）的神经束和基板形成的（图2）。海鞘等无脊椎动物中也发现了神经板，但神经板和基板只存在于脊椎动物中，阐明神经板和基板的形成过程被认为是理解脊椎动物进化的重要关键。在这项研究中，我们试图通过阐明海鞘幼虫感觉神经产生的早期阶段来探索神经嵴和基板的进化起源，海鞘是进化上最接近脊椎动物的无脊椎动物，并且缺乏神经嵴和基板。
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| 图2 海鞘类与脊椎动物的神经引导对比 |
为了研究海鞘幼虫头部感知机械刺激的10个感觉神经是否是由晚期囊胚的神经板边缘产生的，我们用荧光染料标记了神经板边缘的细胞，并追踪标记的细胞在幼虫中变成了哪些细胞。结果表明，幼虫头部的感觉神经是由神经板边缘的六个细胞产生的（图 3）。
此外，这些感觉神经是由神经板分泌产生的BMP必须是合适的。由于这个过程与脊椎动物感觉神经的形成过程相同，因此可以说，感觉神经形成的初始过程在海鞘和脊椎动物之间是共同的。
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| 图 3 海鞘幼虫头部如何产生感觉神经 |
| 晚期囊胚神经板边缘（上）的 6 个细胞（绿色）接收适量的 BMP 信号分子，在幼虫头部（下）形成 10 个感觉神经。 |
这些结果表明，创建脊椎动物神经系统的基本机制是在大约5亿年前的寒武纪时期建立的，当时海鞘和脊椎动物的祖先发生了分化，但在随后的进化过程中，它演变成现在的“类似脊椎动物”的神经系统。未来有望在阐明神经嵴和基板的形成过程和进化起源方面取得进一步进展。
未来，我们将进一步阐明海鞘幼虫感觉神经的形成机制，证明海鞘是研究神经嵴和基板形成过程的合适模型系统。
国立产业技术综合研究所
生物医学研究部脑功能调节研究组
首席研究员 Yukio Otsuka 电子邮件：y-ohtsuka*aistgojp（发送前请将 * 更改为 @。）